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SnO2:Sm纳米线中与表面陷阱相关的非易失性电阻开关记忆效应

2020-01-10

微电子器件发展到纳米尺度,芯片的特征尺寸越来越小,传统的光电子器件制备技术面临着巨大挑战,一维纳米线双端器件的光电性能研究显得非常重要。另外具有记忆功能材料和器件的制备,以及可循环擦写的非易失性传感及写入型存储器的设计是目前高性能存储器发展的重要方向。

南昌大学材料科学与工程学院程抱昌教授等利用SnO2:Sm纳米线制备双端存储器件,通过调控其表面态,得到有效的非易失性电阻开关转换存储器。这种双端存储器件在相对较大的循环偏置电压下,存在两个对称滞后环路,器件具有电阻转换特征。如下图所示,我们研究了研究单个基于纳米线的设备与电阻转换相关的存储特性,通过连续循环测试了读取、写入和外检性能。紫色曲线表示加载电压,红色曲线对应于电流的响应。图 b 显示了图 a 中虚线框的放大视图,可以显示详细的读取、书写和洗去过程。读取、写入和去除了电压分别设置为 ±6.5、±10 和 -10 V。施加 ±10 V 电压后,器件电阻在 +6.5 V 读取电压下降低,相反,在施加 -10 V 电压后,器件电阻会增大。在6.5 V的读取电压下,器件电流的开/关比约为230。此外,高阻态和低阻态之间的转换速度非常快。说明这种纳米线双端存储器件能有效实现信号的读写擦除特性,且具有非易失性电阻转换特性。

这种非易失性电阻转换存储器件,不需要引入外界其他条件可以通过直接调控其表面态而实现。器件制备简单又便宜。团队未来的工作是利用这种非易失性电阻转换存储器件新颖的特性,用于信息存储,制备高性能的非易失性存储器。

Surface traps-related nonvolatile resistive switching memory effect in a single SnO2:Sm nanowire

Huiying Zhou, Haiping Shi, Baochang Cheng

J. Semicond. 2020, 41(1): 012101

doi: 10.1088/1674-4926/41/1/012101

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(来源:半导体学报公众号)



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