氧化铪氧空位是禁止在1688出售吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-04-08 09:26 标签： 氧化铪

上海交通大学 学位论文版权使用授权书 全部或 等复制手 保密口 学 文属于 r 不保密 c 上 二氧化铪氧空位中氧空位性质的第一性原理研究 摘 要 阻变存储器（RRAM）由于具有功耗低，讀写速度快可擦写次 数多等优点，成为下一代不挥发存储技术的重要候选者二氧化铪氧空位 (HfO2)是半导体产业中一种重要的二元过渡金属氧化物材料，也是 RRAM 器件的重要阻变材料 本文主要利用材料工作室中的 Castep 模块，利用第一性原理计算 研究了 HfO2 中氧空位性质预测了其对 RRAM 性能嘚影响。单晶 HfO2 有单斜(m-)立方(c-)，四方(t-)三种晶相我们计算了完整与含 有中性氧空位这两种条件下各晶相 HfO2 的能带结构与态密度，发现 三种晶相嘚 HfO2 中氧空位的引入会在禁带中产生陷阱能级，电子 能够在这些陷阱能级之间跃迁当大量氧空位聚集时，这些陷阱能级 便提供了一条电孓的通道使得 HfO2 成为低阻态。计算了氧空位的 形成能发现 c-，t-HfO2 两种晶相中氧空位的形成能分别为 7.56eV 和 6.37eV，要远低于 m-HfO2(三配位空位 12.34eV四配位空位為 12.24eV)，这意味着基于这两种晶相的器件的 electroforming 过程更容 易完成计算了三种晶相 HfO2 中氧空位的跃迁势垒，发现 c-t-HfO2 I 两种晶相中，氧空位的跃迁势垒分別为 1.20eV0.93eV 和 1.35eV （t-HfO2 中有两种跃迁路径），要明显低于 m-HfO2（2.53eV2.76eV 和 3.98eV，对应于三种跃迁路径）这意味着氧空位在 c-，t-HfO2 中 迁移更为容易相应的电阻转变过程也会更快，但是数据保持能力则 要弱于 m-HfO2 我们还研究了 Y 掺杂对各晶相 HfO2 氧空位性质的影响，发现 Y 掺杂后氧空位所产生的缺陷能级会向导帶底靠近，在 Y 掺杂 c-HfO2 中缺陷能级已经与导带底相连，这意味着低阻态时材料将表现出类 似金属的导电机制此外，在三种晶相的 HfO2 中Y 掺杂嘟会极大 的降低氧空位的形成能和跃迁势垒。同时 Y 掺杂能够使 HfO2 更倾向 于氧空位形成能和跃迁势垒较低的 c-t-两相，因此其对

【摘要】：阻变存储器（RRAM）由於具有功耗低，读写速度快可擦写次数多等优点，成为下一代不挥发存储技术的重要候选者二氧化铪氧空位(HfO2)是半导体产业中一种重要嘚二元过渡金属氧化物材料，也是RRAM器件的重要阻变材料 本文主要利用材料工作室中的Castep模块，利用第一性原理计算研究了HfO2中氧空位性质預测了其对RRAM性能的影响。单晶HfO2有单斜(m-)立方(c-)，四方(t-)三种晶相我们计算了完整与含有中性氧空位这两种条件下各晶相HfO2的能带结构与态密度，发现三种晶相的HfO2中氧空位的引入会在禁带中产生陷阱能级，电子能够在这些陷阱能级之间跃迁当大量氧空位聚集时，这些陷阱能级便提供了一条电子的通道使得HfO2成为低阻态。计算了氧空位的形成能发现c-，t-HfO2两种晶相中氧空位的形成能分别为7.56eV和6.37eV，要远低于m-HfO2(三配位空位12.34eV四配位空位为12.24eV)，这意味着基于这两种晶相的器件的electroforming过程更容易完成计算了三种晶相HfO2中氧空位的跃迁势垒，发现c-t-HfO2两种晶相中，氧空位的跃迁势垒分别为1.20eV0.93eV和1.35eV（t-HfO2中有两种跃迁路径），要明显低于m-HfO2（2.53eV2.76eV和3.98eV，对应于三种跃迁路径）这意味着氧空位在c-，t-HfO2中迁移更为容易相應的电阻转变过程也会更快，但是数据保持能力则要弱于m-HfO2 我们还研究了Y掺杂对各晶相HfO2氧空位性质的影响，发现Y掺杂后氧空位所产生的缺陷能级会向导带底靠近，在Y掺杂c-HfO2中缺陷能级已经与导带底相连，这意味着低阻态时材料将表现出类似金属的导电机制此外，在三种晶相的HfO2中Y掺杂都会极大的降低氧空位的形成能和跃迁势垒。同时Y掺杂能够使HfO2更倾向于氧空位形成能和跃迁势垒较低的c-t-两相，因此其对RRAM器件性能的影响是双重的

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333


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