基于Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt双扩展忆阻器研究
忆阻器论文 TiO2+x纳米膜论文 Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt纳米双扩展结构论
论文详情
本文综述了国内外忆阻器研究现状,分析了惠普忆阻器的结构、原理和主要特点。忆阻器的纳米尺度、非易失性和可堆叠性具备设计新型大规模集成电路以延续甚至突破摩尔定律的能力。忆阻器的运算多值性具有设计人工神经网络和人工智能模拟计算机体系结构潜能。本文进一步研究了我们提出的新型双扩展结构忆阻器并制成了实物样品,主要开展的研究工作有:1.给出了双扩展纳米尺度结构忆阻器(即Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt纳米结构忆阻器的新结构并成功获得一项中国发明专利授权和两项美国发明专利授权)。本论文研究在两根交叉的铂纳米线之间夹TiO2-x/TiO2/TiO2+x三层纳米二氧化钛半导体薄膜,制备成Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt纳米结构,研究这种双扩展忆阻器模型、工作机理及其特性。2.根据离子漂移理论,对经典的惠普型忆阻器提出了新的建模方法,同时对比讨论了双扩展忆阻器模型特点,并且在Matlab和HSPICE等主流电路仿真软件平台下仿真实现。仿真结果表明本文忆阻器理论模型更加符合忆阻器实物测试结果。研究了基于惠普型忆阻器了读写操作的电路结构,提出一个能充分发挥忆阻器存储与运算特性的智能存储结构。3.通过对双扩展忆阻器的工作原理和理论模型的分析,给出了双扩展忆阻器的电压与电流对时间积分的数学表达式,更准确的表达了双扩展忆阻器工作情况。4.深入探讨了双扩展忆阻器关键组成部件的制备,其中包括上下铂纳米线电极、本征二氧化钛纳米层TiO2、缺氧二氧化钛纳米层TiO2-x、富氧二氧化钛纳米层TiO2+x,利用了SEM、XPS等表征手段分析了各个纳米部件的成分与结构。给出了双扩展忆阻器的制备工艺流程图和双扩展忆阻器的实物样品。5.研究了铂纳米电极的V-I特性曲线、双扩展忆阻器的V-I特性曲线、重复性曲线和V-I特性迟滞曲线,并且通过特性曲线分析来科学合理确定仿真参数。6.针对与惠普型忆阻器对比证明双扩展忆阻器开关速度更快、功率更低,提出了一种新型基于双扩展忆阻器的存储器电路结构,并且给出结构图、版图和应用方式。
中文摘要 | 第6-8页 |
Abstract | 第8-9页 |
Contents | 第13-16页 |
第1章 绪论 | 第16-30页 |
1.1 论文研究的背景与意义 | 第16-22页 |
1.2 国际国内忆阻器研究现状 | 第22-28页 |
1.3 研究内容与论文结构安排 | 第28-30页 |
第2章 忆阻器工作原理与存储技术研究 | 第30-45页 |
2.1 忆阻器理论模型的提出 | 第30-32页 |
2.2 惠普忆阻器工作机理与模型分析 | 第32-39页 |
2.2.1 惠普忆阻器导电机理 | 第33-36页 |
2.2.2 惠普忆阻器模型分析 | 第36-39页 |
2.3 忆阻器存储与操作研究 | 第39-44页 |
2.3.1 忆阻器的存储结构 | 第39-42页 |
2.3.2 忆阻器的读写机理 | 第42-44页 |
2.4 本章小结 | 第44-45页 |
第3章 忆阻器建模仿真 | 第45-54页 |
3.1 忆阻器建模原理 | 第45-47页 |
3.2 忆阻器状态开关过程分析与实验结果 | 第47-48页 |
3.3 忆阻器仿真分析 | 第48-53页 |
3.3.1 忆阻器 HSPICE 仿真 | 第48-50页 |
3.3.2 忆阻器 Matlab 仿真 | 第50-53页 |
3.4 本章小结 | 第53-54页 |
第4章 铂纳米线与 TiO_2纳米膜的制备及表征研究 | 第54-82页 |
4.1 一维纳米线的制备 | 第54-58页 |
4.1.1 纳米线制备方法简介 | 第54-55页 |
4.1.2 模板法制备纳米线 | 第55-58页 |
4.2 电化学沉积法制备铂纳米线 | 第58-67页 |
4.2.1 AAO 模板的制备 | 第59-61页 |
4.2.2 蒸镀铂电极 | 第61-63页 |
4.2.3 制备用于电化学沉积的铂电极 | 第63页 |
4.2.4 电化学沉积铂纳米线 | 第63-65页 |
4.2.5 铂纳米线 SEM 表征分析 | 第65-67页 |
4.2.6 铂纳米线 TEM 表征分析 | 第67页 |
4.3 TiO2纳米薄膜制备方法 | 第67-77页 |
4.3.1 溶胶凝胶法(sol-gel) | 第68-69页 |
4.3.2 化学气相沉积方法 | 第69页 |
4.3.3 制备 TiO_2薄膜的物理方法工艺原理 | 第69-77页 |
4.4 磁控溅射方法制备 TiO2薄膜 | 第77-79页 |
4.4.1 TiO_2薄膜的 SEM 表征分析 | 第77-78页 |
4.4.2 TiO_2薄膜的能谱分析 | 第78-79页 |
4.5 磁控溅射方法制备缺氧 TiO_(2-x)膜与富氧 TiO_(2+x)膜 | 第79-80页 |
4.5.1 制备缺氧 TiO_(2-x)膜 | 第79-80页 |
4.5.2 制备富氧 TiO_(2+x)膜 | 第80页 |
4.6 本章小结 | 第80-82页 |
第5章 双扩展忆阻器的工作原理与制备工艺 | 第82-94页 |
5.1 双扩展忆阻器的结构模型与基本原理 | 第82-87页 |
5.1.1 双扩展忆阻器的结构模型 | 第82-83页 |
5.1.2 双扩展忆阻器的工作原理 | 第83-87页 |
5.2 双扩展忆阻器制备工艺与结果分析 | 第87-93页 |
5.2.1 双扩展忆阻器制备工艺流程 | 第87-90页 |
5.2.2 双扩展忆阻器实物样品与表征分析 | 第90-93页 |
5.3 本章小结 | 第93-94页 |
第6章 双扩展忆阻器特性分析与对比实验 | 第94-109页 |
6.1 铂纳米线特性分析 | 第94-95页 |
6.2 双扩展忆阻器特性测试结果与分析 | 第95-102页 |
6.3 双扩展忆阻器对比实验与结果分析 | 第102-104页 |
6.4 双扩展忆阻器的存储器电路原理图 | 第104-108页 |
6.5 本章小结 | 第108-109页 |
结论 | 第109-111页 |
主要创新点 | 第111-112页 |
参考文献 | 第112-124页 |
致谢 | 第124-125页 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第125-126页 |
论文购买
论文编号
ABS2718643,这篇论文共126页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付
37.8。
不是会员,
注册会员!
会员更优惠
充值送钱!
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付
63。
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文