一、a-SiN_x/nc-Si/a-SiN_x三明治结构的电荷存储效应（论文文献综述）
李东阳[1]（2021）在《硅基忆阻材料的光电性质及其应用研究》文中研究表明本文聚焦于硅基忆阻薄膜及其在仿生突触器件中的应用。首先,对飞秒/连续激光辐照非晶硅（a-Si）薄膜的晶化、局域结构以及光电性质进行研究;其次,采用硅基忆阻薄膜构建并制备两种不同结构的电学忆阻器,并对它们的阻变行为、工作机理以及仿生突触可塑性进行深入研究;最后,基于光与a-Si薄膜相互作用规律的研究成果,巧妙利用光对a-Si薄膜能带结构的调控效应,构建a-Si光电突触,并对其工作机制、仿生突触可塑性以及视觉系统仿生形态行为进行系统研究。论文的主要研究内容及取得的成果概括如下:1、对飞秒激光辐照和连续激光辐照a-Si薄膜的非均匀晶化和局域结构演化规律,分别进行了深入研究。（1）飞秒激光辐照a-Si薄膜的研究结果表明:在大于刻蚀阈值的激光能量作用下,a-Si薄膜上表层结构瞬间被激光能量液化,并以液滴的形式从中心飞到边缘区域,从而在激光辐照区域的上表面形成了中心薄、边缘厚的非均匀晶化纳米晶Si层。在制备过程中将银（Ag）纳米颗粒引入到a-Si薄膜中,能够对a-Si:Ag薄膜的非均匀晶化起到改善作用。采用飞秒激光辐照a-Si/a-Si:Ag薄膜形成的纳米晶Si对a-Si/a-Si:Ag薄膜的光、电特性具有显着的调控作用,有望在光学及电学忆阻突触中获得应用;同时,飞秒激光诱导晶化的方法也为Si基光学及电学突触的制备提供了新的思路。（2）连续激光辐照a-Si薄膜的研究结果表明:不同波长的激光辐照将在a-Si薄膜中诱导出不同程度的缺陷能级,从而对a-Si薄膜的能带结构发挥调控作用。这一研究结果,可以用于指导基于a-Si薄膜的光电突触的器件结构设计。2、采用声子限制模型、后声子限制模型和Fano干涉模型等,对飞秒激光诱导a-Si薄膜中Si纳米晶的拉曼光谱和不同波长激光辐照a-Si薄膜的拉曼光谱进行了深入研究。（1）纳米晶Si拉曼光谱研究的结果表明:当采用高于刻蚀阈值的飞秒激光能量对a-Si薄膜进行晶化时,a-Si薄膜在飞秒激光能量作用下,经历液化甚至“汽化-飞行-冷凝”等复杂的动力学过程,使小尺寸纳米晶Si在辐照光斑的边沿区域聚集,导致该区域纳米晶Si呈现出显着的Fano干涉效应。这一研究结果进一步加深了光与纳米晶Si相互作用规律的认识,对基于纳米晶Si光突触的研究也具有重要的参考价值。（2）不同波长激光辐照a-Si薄膜拉曼光谱研究结果表明:在激光辐照下,a-Si网络中3元环Si结构引起的应力变化会导致“后声子限制模型”（MPC模型）失效;考虑到应力的作用,我们对MPC模型进行了修正,获得“后声子限制模型”的修正模型（IMPC模型）,该IMPC模型能够对激光辐照a-Si薄膜的拉曼光谱进行更好的拟合,并获得与经验公式一致的短程序尺寸。该模型为采用拉曼光谱量化研究硅基光电忆阻器的阻变机制奠定了基础。3、基于a-SiOx薄膜和a-SiNx薄膜,构建了两种不同的电学忆阻器,并对它们的阻变行为、机理以及仿生突触可塑性进行了深入研究。（1）采用TiOx薄膜作为插入层,构建了Pt-Ag/a-SiOx:Ag/TiOx/p++-Si双阻变层忆阻器,研究结果表明:电极中的金属Ag在电场作用下进入a-SiOx:Ag层中,能在该阻变层中快速形成Ag丝导电通道,而TiOx层的插入扮演双阻变层调控的角色,并主导忆阻器实现稳健、渐变的电阻切换行为;在此基础上,Pt-Ag/a-SiOx:Ag/TiOx/p++-Si忆阻器作为仿生突触,实现了PPF、STP、LTP等基本的突触可塑性以及更为复杂的海马体突触STDP行为,在神经形态计算中有广阔的应用前景。（2）采用Ag作为顶电极,构建Ag/a-SiNx/p++-Si忆阻器,研究结果表明:在N、Ag离子共同迁移机制作用下,Ag/a-SiNx/p++-Si忆阻器呈现出免形成、自整流、自适应限流以及阻态渐变可调等多功能电阻切换特性,这些特性不仅使该器件具备了更好的稳定性、防串扰功能和防过冲功能,在仿生突触中具有良好的应用潜力。4、巧妙利用光对a-Si薄膜能带结构的调控作用,构建ITO/a-Si/p++-Si光电突触,并对其工作机制和突触性能进行了系统研究。结果表明,在635 nm和450 nm光激发下,ITO/a-Si/p++-Si光电突触呈现出两种完全不同的光电导行为,即易失性光电导和持续性光电导行为。这两种独特的光电导行为使ITO/a-Si/p++-Si光电突触能够实现双重可塑性功能,即635 nm光激励下的STP行为和450 nm光激励下STP、LTP以及STP-LTP转变的功能。此外,ITO/a-Si/p++-Si光电突触还具有学习经验和联想学习等其它神经形态行为。易失性和非易失性光电导特性也使得ITO/a-Si/p++-Si光电突触单元具有独特的光响应能力:能够在对光强进行响应的同时,还能够区分红、蓝两种不同的颜色。基于这一特色,该光电突触能够在无额外电路模块辅助的情况下,模仿人类视觉系统实现光信号探测、灰度和颜色信号提取,以及彩色图案识别和存储的功能。更为重要的是,该突触器件的光响应能力可以通过设置不同的读取电压进行调节,而这一特色使得光电突触能够对人类视觉系统的环境适应能力和选择性记忆能力进行模仿。ITO/a-Si/p++-Si光电突触结构简单,与现有Si-CMOS技术完全兼容,在神经形态计算和高级机器人视觉系统中拥有广阔的应用前景。
姜鹏飞[2]（2019）在《层叠结构氮化硅阻变器件可靠性研究》文中提出随着信息技术的蓬勃发展,集成电路集成度不断提高,器件的特征尺寸不断缩小,传统的非挥发性存储器正面临着发展瓶颈:不断缩小的器件尺寸使得浮栅的厚度相应减小,然而过薄的栅又将导致漏电流、电击穿等问题出现。对此学界进行了一系列的探索研究,期望能找出突破的方法。具有结构简单、缩放性好、读写速度快、可靠性高、可与CMOS工艺兼容等一系列优点的阻变存储器,是非常有竞争力的下一代非挥发性存储器件,引起了国内外学者的广泛关注。本文针对阻变器件的可靠性展开研究,主要研究内容如下:1.本文为研究SiNx介质层中不同硅氮比例对器件特性的影响,利用PECVD（等离子体增强化学气相淀积）制备SiNx阻变介质层,通过调整SiNx制备过程中SiH4和NH3的比例制备了三组具有不同硅氮比（不同x值）的SiNx介质层,同时利用DC sputtering（直流磁控溅射）工艺,分别制备Ta和Pt作为顶电极和底电极。测试结果显示不同硅氮比的器件在高阻态电流上存在明显差异,对这一现象进行了深入的研究分析后,提出肖特基势垒调制效应加以解释。2.本文的核心目标是提高阻变器件的可靠性。利用RF sputtering制备SiNx介质层,因为能提供大量缺陷（Si悬挂键）的原因,选用了Si3N4作为靶材制备SiNx薄膜。使得器件的初始状态有概率为低阻态,省去forming过程。这对于提高器件的可靠性有重要意义。在研究过程中,发现适当提高溅射温度可以提高薄膜的质量,提高致密性减少缺陷和孔洞。3.为进一步提高器件的可靠性,本文利用共溅射技术,在SiNx薄膜中原位掺入Pt原子,制备出SiNx/SiNx:Pt/SiNx层叠结构,不仅使得器件具有稳定的初始低阻态,且有效降低了器件各操作参数的随机波动程度,提高了器件的保持和耐受特性,实现了具有高可靠性的forming-free RRAM器件制备。
候伟[3]（2018）在《Metal/SiNx忆阻薄膜材料制备及性能研究》文中研究说明由于a-Si、a-SiOx、a-SiNx和a-SiOxNy等非晶硅基薄膜材料在较宽的光谱范围内具有不等的折射率和消光系数,因而,分别对这些薄膜材料进行研究,对于用这些薄膜构建不同的多层薄膜体系,有效调控膜系之间的折射率等,并将其应用到硅基忆阻器的研制和应用中,具有十分重要的意义。本文采用磁控共溅射方法制备非化学计量比非晶氮化硅薄膜a-SiNx和金属掺杂的非晶氮化硅薄膜a-SiNx:Ag（Cu）;借助多种材料表征手段,对比研究在不同N/Si比、不同金属掺杂以及不同掺杂浓度下,两类非晶氮化硅薄膜微结构与光电性能的演变规律;结合光刻和磁控溅射工艺,构建以a-SiNx为忆阻介质材料的不同忆阻器结构,研究基于a-SiNx介质薄膜忆阻器的电学开关性能。取得的初步研究成果如下:（1）随着含N量的增加,薄膜中Si-N键数目增多,非晶网络结构短程有序度和中程有序度降低且薄膜内部缺陷增加。在可见光波段,随着含N量的增加,a-SiNx薄膜折射率与消光系数减小,透射率整体逐渐增大,吸收率整体逐渐减小。在近红外波段,随着氮气流量从0 sccm増至1 sccm,a-SiNx薄膜的透射率整体逐渐减小,而氮气流量继续从1 sccm増至5 sccm时,a-SiNx薄膜透射率整体反而逐渐增大;a-Si的近红外吸收率比a-SiNx的近红外吸收率高,而不同含N量a-SiNx薄膜的近红外吸收率规律则不明显。（2）随着金属掺杂浓度的增加,非晶网络结构短程有序度降低而中程有序度提高,同时薄膜内部缺陷减少。由于金属原子的存在,使得a-SiNx薄膜的缺陷减少以及N原子对Si-Si键振动的影响减弱,从而导致TO模发生了频移。随着金属掺杂浓度的增加,表面等离子体共振吸收加强,从而导致a-SiNx:Ag（Cu）薄膜的折射率与消光系数增加;并且在可见光波段和近红外波段,a-SiNx:Ag（Cu）薄膜透射率整体上呈现降低的趋势且吸收率整体呈现增加的趋势。随着金属掺杂浓度的增加,a-SiNx:Ag（Cu）薄膜电阻率降低了79个数量级,表明金属掺杂可以有效改善a-SiNx:Metal薄膜的导电性。（3）构建并制备出了Ag/a-SiNx/Al、Ag/a-Si Nx/ITO和Cu/a-SiNx/ITO三种忆阻器原型器件,实现了忆阻器的电学开关功能。初步研究结果表明,a-Si Nx薄膜材料的忆阻功能特性,受到钳位电流、上电极尺寸以及电极材料的影响。
李梅[4]（2018）在《磁性纳米结构中横向磁场对磁畴壁静力学和动力学的调制》文中提出近十年间,承载着横向磁畴壁的细磁性纳米线作为新型磁存储器、逻辑门和寄存器的基本单元而受到广泛关注。在轴向磁场、电流或者温度梯度等因素的驱动下,横向磁畴壁沿轴向做高速运动,从而实现信息的高速存取和处理。为提高器件的处理速度,就必须进一步加速横向磁畴壁的运动。在诸多可能的方式之中,施加横向磁场是最简便易行也是最基本的方式。因此充分了解横向磁场对横向磁畴壁的构型以及动力学性质的调制作用,对于未来的器件优化具有重大意义。在本文中,我们将系统地研究横向磁场对双轴磁性纳米线中横向磁畴壁的静态构型和在磁场/电流驱动下运动的调制作用。在磁场驱动的横向磁畴壁运动方面:作为本文中工作的基础,我们首先介绍了均匀横向磁场对细磁性纳米线中横向磁畴壁静态构型的调制,以及对轴向磁场驱动下运动的加速效应。在动力学情形,渐进展开方法是处理行波模式运动的一种非常有效的方法。我们系统介绍了其基本物理思想和技巧;紧接着,举例说明了此方法的典型应用场景,即均匀横向磁场对横向磁畴壁的运动加速效应研究。一般来说,均匀横向磁场施加方便,加速效应明显;然而在其作用下在横向磁畴壁中心附近磁畴壁方位角平面会发生扭曲,产生额外的阻错磁场,不利于某些场合下的应用。因此如何诱导出所谓的平面横向磁畴壁（磁矩方位角均位于同一平面内）是我们关心的主要问题。达到此目的的方式有很多种,我们采取的策略是将横向磁场从均匀拓展为幅度固定、指向沿纳米线轴向可变。在这样的约束下,我们得到了能够诱导出具有给定倾斜姿态的平面横向磁畴壁的横向磁场幅度上下限,以及对于每个允许的横向磁场幅度,横向磁场沿轴向的指向构型;在这样的横向磁场作用下,我们也证明了横向磁畴壁将被加速。最后,我们讨论了实验上实现此策略的若干可能方案。相关结果发表在:Scientific Reports,2017,7:43065。二、在电流驱动的横向磁畴壁运动方面:电流驱动情形蕴含着更为深刻的物理,也包含了更为丰富的可能构型。巡游电子自旋与局域磁化强度之间的s-d交换相互作用引起了二者之间的自旋角动量交换,从而导致了各种可能的自旋转移矩。我们首先简要介绍了电流驱动磁动力学的已有结果,主要包括磁化强度分立情形（自旋阀结构）和连续情形（磁性纳米线）中自旋转移矩的具体形式、加入自旋转移矩后LLG方程的行波模式解等。然而所有这些结果缺少一个清晰明了的物理图像作为主线予以串联。受磁场驱动磁畴壁运动的能量耗散图像启发,基于巡游电子与局域磁矩的s-d交换模型,我们建立了电流驱动磁畴壁运动的能量耗散图像。与常见的力矩图像相结合,可解释所有已有解析结果。接着,利用渐进展开方法,我们系统地研究了横向磁场对多种磁性纳米结构中电流驱动横向磁畴壁动力学的调制。在最简单的情形,横向场取为均匀横向磁场。我们选取了实验中最常见的三种构型:（ⅰ）电流垂直注入狭长自旋阀的CPP构型,（ⅱ）电流沿轴向注入单层磁性纳米线的CIP构型以及（ⅲ）电流沿轴向注入“单层磁性纳米线+重金属非磁性衬底”的bilayer构型,来循序渐进地进行探索。在所有的情形（不论无横向场时是否存在严格解析解）下,渐进展开方法均给出了均匀横向磁场调制横向磁畴壁运动的机制、得到了相应的调制因子。利用在上一章得到的能量耗散图像以及已有的力矩图像,我们对这些解析结果进行了合理的解释。我们的结果既有助于解释实验上已有的一些令人困惑的测量结果,也为未来基于横向磁畴壁运动的磁性器件的优化提供重要的参考信息。相关结果已经投稿至:Phys.Rev.B,正在审稿之中。
陈达[5]（2017）在《磁控溅射法制备硅基薄膜及其电阻转变特性的研究》文中研究表明随着信息社会的发展,人们对存储器（Memory）提出了愈加高的要求。目前在市场上依旧占据主流地位的闪存（FlashMemory）在存储容量（Capacity）、写入擦除读取速度（Speed）、体积（Volume）、稳定性（Stability）、功耗（Consumption）等方面均无法满足日益增长的需求。阻变存储器（Resistance Random Access Memory,RRAM）,由于具有结构简单、速度快、稳定性高、功耗低、易集成等特点,引起了全球科研机构的广泛关注。一般而言,阻变单元由类似于金属/介质层/金属（Metal/Insulator/Metal）的“三明治”结构组成,介质层通常为过渡族金属氧化物等材料,金属层可为铝、铜等金属,该结构具有与现有半导体集成工艺较好的兼容性;但是,在电阻转变机理上还存在有较大的不确定性,主流的电阻转变行为由导电通道的形成和断裂（formation and rupture of conductive channels）或界面势垒的调整（adjustment of interface barrier）所导致的,因此需要进一步的研究来澄清电阻转变的机理。早在上世纪70年代,人们就发现了通过化学气相沉积法沉积的非晶硅基薄膜（a-Si film）具有电阻转变现象。随后在硅氧薄膜中也发现了电阻转变现象,并且具有优异的非挥发存储特性。然而,基于硅基薄膜的电阻转变行为的机理依旧需要进行大量的工作。本文通过磁控溅射法在硅片或ITO导电玻璃上沉积硅氧薄膜、氮硅薄膜、氮氧硅薄膜和碳氧硅薄膜,通过改变制备工艺参数,探究薄膜参数的变化对单元电阻转变行为的影响,归纳电阻转变的机理。研究表明:（1）随着氧含量的增加,采用反应射频溅射硅靶材制备的Ag/SiOx/p+-Si器件的良率、高低阻抗比和稳定性等参数都得到了提高,其导电行为取决于SiOx薄膜中缺陷类型,这也是受掺入的氧元素控制。对于富氧的SiOx薄膜,氧空位成为了导电缺陷;（2）通过“电流退火”在不同工艺参数下制备的富硅的硅氧薄膜,硅原子聚集为非晶硅团簇,形成非晶硅通道,使得Cu/SiOx/p+-Si器件从记忆电阻模型转变到阈值电阻模型。其电阻转变机理取决于器件制备过程形成的缺陷态,例如:当退火温度较低、厚度较小时,电子通过缺陷的俘获和去俘获的跳跃导电或非晶硅团簇间的隧穿导电;当薄膜厚度达到78 nm,绝缘层和半导体间的肖特基势垒成为电阻的主要贡献者;（3）Ag/SiN/p+-Si器件在氮浓度为50%、介质层厚度为10nm下体现出了相对优异的电阻转变特性,其导电机制可归因于基于SiN薄膜中不可移动的氮相关缺陷的跳跃导电模型;（4）在0.8 sccm氧流量下制备的Cu/SiOxNy/ITO器件具有相对较好的双极性电阻转变特性,同时电子通过氧空位的俘获和去俘获的跳跃导电是主要的导电机制,其电阻转变行为是基于氧空位导电通道的形成和断裂;（5）最后,利用反应溅射SiC靶制备的富氧的Ag/SiCxOy/p+-Si/Al器件也具有典型、稳定的双极性电阻转变现象,其导电状态受填满的陷阱限制的空间电荷限制电流（trap-filled limited space charge limited current）和SiCxOy/p+-Si之间界面的肖特基势垒共同作用,表明在SiCxOy薄膜中的氧空位起到主要作用。因此,对于硅基薄膜,一方面,若无或少量掺杂元素来钝化硅悬挂键（Si dangling bond）,硅原生缺陷形成的导电机制起主要作用,例如:Poole-Frenkel发射、FN隧穿或硅导电通道;另一方面,随着O、N、C分别或同时进入硅薄膜,由于掺杂元素钝化了硅悬挂键,由掺杂元素形成的缺陷中心在器件电阻转变行为中起主要作用。然而,纵观全文,我们在薄膜成分表征和动态电学测试方面还需进行全面而细致的分析,最终才能形成对硅基薄膜阻变机理的归纳。
谭大猛[6]（2016）在《非晶SiN膜的发光性质与非晶SiN/纳米Si/非晶SiN结构的存储特性研究》文中进行了进一步梳理硅基非晶薄膜以及镶嵌在非晶薄膜中的纳米硅材料近几年来已被广泛的研究,这些材料在许多方面,包括新型存储器件,新一代太阳能电池和硅基光源等都有着重要的应用前景。本论文针对非晶氮化硅（a-SiNx）薄膜和镶嵌在非晶氮化硅膜中的纳米硅材料进行了相关研究,主要包含两部分内容:第一部分研究了a-SiNx薄膜的发光特性。在我们前期工作的基础上,制备了不同氮硅（N/Si）比例的a-SiNx薄膜,通过研究薄膜的荧光寿命与N/Si比的关系,以及薄膜在不同时间尺度范围内的光致发光谱,进一步探讨了发光机制。进而基于具有不同N/Si比的a-SiNx薄膜制备了电致发光器件,观测到了电致发光行为的变化。第二部分是在制备出a-SiNx薄膜的基础上,通过热退火获得了镶嵌在a-SiNx薄膜中的纳米硅（nc-Si）材料,研究了材料的光学与电学性质,特别是探讨了镶嵌在a-SiNx薄膜中的nc-Si材料的载流子输运机制。在此基础上,通过热退火a-SiNx/a-SiNy/a-SiNx三明治结构制备了 a-SiN/nc-Si/a-SiN浮栅存储结构,研究了相应的电荷存储特性。本论文的主要研究内容和结果如下:（1）采用PECVD系统制备了具有不同N/Si比的a-SiNx薄膜,观测到了较强的室温光致发光（PL）信号,发光峰位随N/Si比的增大从685nm蓝移至540nm。在此基础上,深入研究了其发光机制。较大的斯托克斯位移说明样品的发光峰可能来源于禁带中局域发光能级的发光。由时间分辨瞬态荧光光谱发现,样品具有快态和慢态两个荧光衰减过程,快态寿命随N/Si比增大而增大,慢态寿命则与组分无关。我们收集样品在50ns和400μs内的发光谱后,发现二者几乎重合,结合我们先前的工作,认为样品只有一个与O-Si-N相关的局域发光能级,快态衰减过程表示载流子从带尾态弛豫至局域态的过程,慢态衰减过程代表了载流子在局域态中复合发光的过程。（2）在研究了不同N/Si 比的a-SiNx薄膜光致发光性质的基础上,制备了相应的电致发光器件,获得了波长可调的电致发光现象。由J-V曲线得到,样品的开启电压只有4V左右,且随着N/Si比的降低,电流密度显着增强。通过对J-V结果的分析,我们认为在器件开启后,Fowler-Nordheim隧穿为载流子的主要输运机制,且有效的载流子注入势垒随N/Si比的降低而降低。电导率的增大和载流子注入势垒的降低使得电致发光强度也明显增大。测得的电致发光谱与对应的光致发光谱几乎一致,因此我们认为它们具有相同的发光机制,都来源于载流子在O-Si-N相关的局域发光能级上的辐射复合。（3）在制备出富硅的a-SiN0.52薄膜的基础上,发现在1000℃高温退火后,可以形成平均尺寸在4nm左右的镶嵌在a-SiNx膜中的nc-Si量子点材料。高温退火后形成的nc-Si使得材料的载流子浓度和迁移率大大提高,相应的薄膜室温电导率提高了 3个数量级以上。通过对退火后薄膜的I-V曲线的分析,发现在较大电场作用下,Poole-Frenkel隧穿机制占主导作用。这可能是nc-Si在其中起到了“缺陷”辅助电子隧穿的作用。在此基础上,制备了 a-SiN0.81/nc-Si/a-SiN0.81三明治浮栅存储结构,存储窗口达到了 7V,电荷存储密度约为1012cm-2。实验结果表明,a-SiN能很好地钝化nc-Si界面态,使得载流子几乎全部存储在了 nc-Si量子点之中。
刘宝元[7]（2015）在《PECVD制备a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的光电特性研究》文中提出本工作采取射频等离子体加强化学气相沉积（RF-PECVD）技术,以H2稀释的CH4和SiH4作为作用气体,分别在石英衬底和单晶硅衬底上制备了a-Si:H/a-Si C:H多层薄膜,并利用高温热退火方法制备了晶粒尺寸可控的nc-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、Raman散射光谱仪对样品的微结构进行了表征,证明了我们制备的多层结构薄膜界面陡峭且周期性良好;在1050℃温度下,20分钟纳米硅颗粒就会生长到与子层厚相当的尺寸。利用分光光度计对nc-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜的透射和反射进行测量并分析,结果表明:随着势阱层厚度的减小,样品的吸收系数会减小,光学带隙增大;势垒层厚度对薄膜的光吸收并没有很大影响。利用半导体特性分析仪对a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的垂直输运特性进行测量,分析表明:在对a-Si:H/a-SiC:H多层膜的垂直输运特性研究中发现了共振隧穿,而对于nc-Si:H/a-SiC:H多层结构,在低场下的隧穿机制为直接隧穿,高场强下的载流子输运符合Fowler–Nordheim（FN）隧穿机制。
王文[8]（2015）在《高K介质隧穿层对纳米硅浮栅存储结构性能的优化研究》文中研究指明现阶段存储器正在朝着高密度、高速度、低功耗的方向迅速发展,给人们的生活带来极大的方便。纳米硅浮栅存储器作为新一代非挥发浮栅存储器,其性能的优化研究是当前的主要研究方向。其中热处理由于可以解决界面、陷阱等问题成为制备工艺过程中的关键手段;高K介质由于其较高的介电常数得到人们的青睐,它可以保证与传统氧化硅在相同的等效物理厚度下具有更高的隧穿几率,从而可以优化纳米硅浮栅存储器的存储性能。本论文将分别围绕热退火处理与ALD制备的高K介质隧穿层对纳米硅浮栅存储结构性能的影响和优化展开探究,主要的研究工作分为如下几个方面:本论文首先介绍了在中芯国际0.13μm CMOS工艺流水线上制备的纳米硅（NC-Si）量子点浮栅存储器结构,并对NC-Si量子点存储单元的核心MOS结构SiNx/NC-Si/SiO2/Si进行了电容/电压测试,测试结果发现热处理较好地消除了MOS结构中的界面态、固定电荷等,这为制备良好性能的MOSFET提供了有力的保障。我们对制备的MOSFET基本电学性能的测试与分析结果表明:基于性能优化的纳米硅浮栅MOS结构的MOSFET在转移、输出、P/E、保持特性方面表现出优异的电学性能,比如低功耗、较高的擦写速度和数据保持能力。基于纳米硅浮栅存储器隧穿层变薄面临的挑战,采用了高K介质来替代传统氧化硅作为隧穿层来优化纳米硅浮栅存储结构中的存储性能。本部分主要介绍了高K介质薄膜的沉积技术-原子层沉积技术（ALD）的原理和优势,同时研究了具有等离子体功能的ALD系统制备的氧化铝薄膜的介电性质和电学性质,完善的氧化铝薄膜的制备工艺参数为我们将其作为隧穿层应用到纳米硅浮栅存储器件中提供了保证。我们首先在等离子体原子层沉积系统（PEALD）中淀积氧化铝薄膜,接着利用化学气相沉积系统（PECVD）沉积SiNx/a-Si:H,结合限制性晶化原理在氮气氛围中高温退火形成NC-Si,成功制备出纳米硅浮栅存储MOS结构。我们采用了 AFM和HR-TEM对薄膜的表面形貌和样品结构进行了检测。SiNx/NC-Si/Al2O3/Si MOS结构的C/V曲线表示出在±15V的扫描电压下表现出高达7.9V的存储窗口,在多次±12V/1s脉冲擦写后电荷的泄漏率较低,10年后仍有75%的存储电荷,这说明此结构具有良好的保持特性。另外,此MOS结构在施加+15V的电压时,漏电流密度仅为2.5×10-10 A/cm2,同时说明良好的保持特性与较低的漏电是一致的。综合结果说明以PEALD沉积的氧化铝薄膜与纳米硅结合可以成功实现电荷存储与长久保持,这主要归因于纳米硅的存储能力和氧化铝的高介电常数特性及其较好的的热稳定性。通过对比等效厚度相同的氧化铝和氧化硅隧穿层的纳米硅浮栅存储结构的存储特性,发现以氧化铝作为隧穿层的MOS结构在低电压下具有更大的窗口,这主要源于氧化铝相对较低的势垒高度可以保证更多的载流子通过隧穿层注入到纳米硅中。电导/电压测试结果揭示了对于小尺寸的纳米硅浮栅MOS结构,纳米硅在充电和放电的过程中发挥了主要的作用,而对于尺寸较大的纳米硅MOS结构,纳米硅和界面在充电和放电过程中都有贡献。
叶晶晶[9]（2014）在《磁场调控磁电复合材料电机械谐振频率的尺寸效应研究》文中研究指明磁电效应是指材料在外加磁场作用下产生电极化（即正磁电效应）或者在外加电场作用下产生磁极化（即逆磁电效应）的现象。磁电复合材料的磁电效应是外加磁场使得磁致伸缩相产生磁-力耦合,通过和压电相接触界面应力的传递使得压电相产生力-电耦合,在乘积效应的作用下,产生磁电转换。由于磁电效应在传感器、换能器、过滤器、振荡器、相移器、存储设备等的应用前景,研究者已经进行了深入研究。近年来的研究发现,单一直流磁场可以导致磁电复合材料中压电体的应力应变,同时其介电常数和电机械谐振频率也会发生变化,并且,磁电复合材料铁磁体与铁电体不同尺寸及不同的复合方式,影响磁场对压电体介电常数和电机械谐振频率的调制。本文基于“三明治”层状和“条-环”异型磁电复合结构,实验研究单一直流磁场下材料的尺寸对磁控电机械谐振频率偏移规律的影响。利用弹性力学模型及压电体及磁致伸缩材料的本构方程,建立磁电复合材料中压电体电容与谐振频率、外磁场、材料参数、材料尺寸之间的函数关系,通过理论模型的建立,研究压电相体积分数及磁致伸缩相尺寸对磁控电机械谐振频率偏移的影响。本实验选择超磁致伸缩材料铽镝铁Terfenol-D和锆钛酸铅PZT作为磁致伸缩相和压电相。在“三明治”结构中,研究了“层状“磁电复合结构之间是剪切应力情况下,压电体体积分数对磁控谐振频率偏移的影响,体积分数为n=0.4的磁控频率偏移大于体积分数为n=0.5的,当磁场达到100mT时,最大频率偏移为17.7kHz；在“三明治”磁电复合结构中,研究了压电体体积分数对磁控谐振频率和反谐振频率的偏移影响。当压电体体积分数n=0.4时,随着磁场的增加,谐振频率和反谐振频率随磁场出现偏移现象,并且谐振频率随磁场的变化明显小于反谐振频率。将实验和理论模拟进行比较,外磁场导致的电机械谐振频率偏移实验与理论基本一致。在“条-环”结构中,研究了磁电复合结构之间是正应力情况下,磁致伸缩环的内外半径比对磁控谐振频率偏移的影响,理论研究表明,磁致伸缩环外半径是内半径的1.2倍时,当磁场为H=8.641×10-2T,最大频率偏移为220kHz,明显大于外半径是内半径的1.6倍和2倍的情况。
卿春[10]（2012）在《基于QCM的水果中重金属离子的检测》文中指出随着重金属污染日益严重，国家急切需要一种价格低廉，使用方便，测量准确的方法对其进行检测，从而有效治理。石英晶体微天平（QCM）是一种在20世纪60年代建立起来的新型传感器测量技术，它因为响应谱广，灵敏度高，而且结构简单，成本低廉等众多优点，而被广泛使用。本论文对QCM探头进行设计，并根据Sauerbrey理论，用所设计的QCM探头检测了水果中的重金属Cu2+，以小引大，说明QCM在重金属质量检测中的可行性。本论文的主要内容有以下几点：1.阐述了重金属的危害及检测方法，介绍了QCM的发展历史、应用前景以及国内外现状，说明了用QCM检测重金属离子的意义。2.阐述了QCM的测量理论基础，讲解了石英晶体的压电效应，并推导了QCM气相和液相中的测量的理论公式。3.设计了QCM探头，在能陷理论的基础上，对QCM电极结构进行分析，设计了一种基于阶梯凸台结构的椭圆环形电极谐振器，并用MATLAB对其仿真。4.在分析了频率测量原理和QCM等效电路模型的基础上，对QCM用网络分析仪测量时所用的匹配网络进行设计，最终设计一种双π型匹配网络。5.通过测量猕猴桃中Cu2+，阐述了QCM测量水果中重金属含量的具体过程。然后对苹果、梨、橘子、柠檬中Cu2+含量进行测量，并与标准测量进行比较。最后分析了测量结果所出现的偏差，总结了出现偏差原因。
二、a-SiN_x/nc-Si/a-SiN_x三明治结构的电荷存储效应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、a-SiN_x/nc-Si/a-SiN_x三明治结构的电荷存储效应（论文提纲范文）
（1）硅基忆阻材料的光电性质及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电学忆阻器 |
| 1.1.1 忆阻器简介 |
| 1.1.1.1 忆阻器的概念 |
| 1.1.1.2 忆阻器的器件结构及物理模型 |
| 1.1.2 忆阻材料概述 |
| 1.1.2.1 电极材料 |
| 1.1.2.2 阻变层材料 |
| 1.1.2.3 硅基忆阻材料 |
| 1.1.3 忆阻器电阻切换机制 |
| 1.1.3.1 导电通道型电阻切换机制 |
| 1.1.3.2 界面推移型电阻切换机制 |
| 1.2 光学忆阻器 |
| 1.2.1 光学忆阻器概述 |
| 1.2.2 光学忆阻材料概述 |
| 1.2.2.1 光学忆阻器的电极材料 |
| 1.2.2.2 光学忆阻器的阻变层材料 |
| 1.2.2.3 硅基光学忆阻材料 |
| 1.2.3 光学忆阻器的阻变机制 |
| 1.2.3.1 光诱导肖特基势垒调控 |
| 1.2.3.2 光诱导导电通道形成/破裂 |
| 1.2.3.3 光阀效应 |
| 1.2.3.4 光诱导异构 |
| 1.3 电学/光学忆阻器作为仿生突触的应用研究现状 |
| 1.3.1 生物突触和忆阻突触 |
| 1.3.1.1 生物突触 |
| 1.3.1.2 突触可塑性 |
| 1.3.1.3 光、电忆阻突触 |
| 1.3.2 硅基电学忆阻突触研究现状 |
| 1.3.2.1 a-Si电学忆阻突触 |
| 1.3.2.2 a-SiO_x电学忆阻突触 |
| 1.3.2.3 a-SiN_x电学忆阻突触 |
| 1.3.2.4 a-SiO_xN_y忆阻突触 |
| 1.3.3 光电突触研究现状 |
| 1.3.3.1 硅基光电突触 |
| 1.3.3.2 光电突触 |
| 1.3.4 硅基忆阻器存在的问题及解决方法 |
| 1.3.4.1 电学忆阻突触存在的问题 |
| 1.3.4.2 光电突触存在的问题 |
| 1.3.4.3 解决问题的方案及思路 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 文章结构安排 |
| 第二章 薄膜和器件的制备与表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜的制备工艺及性能表征方法 |
| 2.2.1 薄膜制备工艺 |
| 2.2.2 a-Si薄膜的激光辐照处理工艺 |
| 2.2.2.1 飞秒激光晶化基本工艺 |
| 2.2.2.2 连续激光辐照工艺 |
| 2.2.2.3 拉曼光谱仪激光器原位辐照 |
| 2.2.3 薄膜样品表征方法 |
| 2.2.3.1 薄膜微纳结构表征 |
| 2.2.3.2 薄膜表面形貌表征 |
| 2.2.3.3 薄膜光、电性能表征 |
| 2.3 器件制备工艺及其性能测试 |
| 2.3.1 器件结构设计 |
| 2.3.2 器件顶电极设计 |
| 2.3.3 光刻工艺 |
| 2.3.4 器件制备工艺 |
| 2.3.4.1 Pt-Ag/a-SiO_x:Ag/TiO_x/p~(++)-Si忆阻器制备工艺 |
| 2.3.4.2 Ag/a-SiN_x/p~(++)-Si忆阻器制备工艺 |
| 2.3.4.3 ITO/a-Si/p~(++)-Si光电突触制备工艺 |
| 2.3.5 器件制性能测试方案 |
| 2.3.5.1 电学忆阻器性能测试 |
| 2.3.5.2 光电突触性能测试平台及测试方案 |
| 2.3.5.3 光电突触视觉仿生功能测试方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光辐照a-Si薄膜的非均匀晶化及微结构演化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 a-Si薄膜的飞秒激光晶化研究 |
| 3.2.1 研究背景 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 a-Si薄膜的非均匀晶化研究 |
| 3.2.3.1 飞秒激光辐照a-Si薄膜的表面形貌 |
| 3.2.3.2 飞秒激光辐照a-Si薄膜的非均匀晶化模型 |
| 3.2.3.3 讨论 |
| 3.3 a-Si:Ag薄膜的飞秒激光晶化研究 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 实验过程 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.3.3.1 表面形貌 |
| 3.3.3.2 薄膜微结构 |
| 3.3.3.3 透射、反射光谱和导电性能 |
| 3.4 a-Si薄膜的激光辐照研究 |
| 3.4.1 研究背景 |
| 3.4.2 实验过程 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 3.4.3.1 450nm激光辐照 |
| 3.4.3.2 635nm激光辐照 |
| 3.4.3.3 514nm的激光辐照 |
| 3.4.3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 硅基忆阻薄膜的拉曼光谱研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米晶Si拉曼光谱Fano干涉效应研究 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.2.3 纳米晶Si拉曼光谱Fano干涉效应 |
| 4.2.3.1 声子限制模型的失效 |
| 4.2.3.2 Fano干涉对拉曼TO峰非对称展宽的影响 |
| 4.2.4 讨论 |
| 4.3 a-Si短程序尺寸量化模型研究 |
| 4.3.1 研究背景 |
| 4.3.2 实验过程和理论模型 |
| 4.3.2.1 实验过程 |
| 4.3.2.2 理论模型 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.3.3.1 “后声子限制模型”的失效 |
| 4.3.3.2 模型失效原因分析 |
| 4.3.3.3 “后声子限制模型”的修正模型(IMPCM) |
| 4.3.3.4 修正模型的应用 |
| 4.3.4 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 硅基电学忆阻器及其突触特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 a-SiO_x基忆阻突触研究 |
| 5.2.1 研究背景 |
| 5.2.2 器件结构 |
| 5.2.3 忆阻器的I-V特性 |
| 5.2.4 忆阻器的阻变机制 |
| 5.2.5 忆阻突触的仿生突触功能 |
| 5.2.5.1 对脉冲易化(PPF) |
| 5.2.5.2 短期可塑性和长期可塑性 |
| 5.2.5.3 脉冲时序依赖可塑性(STDP) |
| 5.3 a-SiN_x基忆阻器研究 |
| 5.3.1 研究背景 |
| 5.3.2 器件结构及制备过程 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.3.3.1 免形成(Forming-free)特性 |
| 5.3.3.2 自整流和自适应限流特性 |
| 5.3.3.3 阻态的渐变连续可调特性 |
| 5.3.4 忆阻器的导电机制分析 |
| 5.3.4.1 Ag电极的作用 |
| 5.3.4.2 忆阻器的导电机制 |
| 5.3.5 Ag/a-SiN_x/p~(++)-Si忆阻器的阻变模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 a-Si基光电突触及其性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 器件制备及其性能测试过程 |
| 6.3 非晶硅光电突触的光电响应特性 |
| 6.3.1 易失性/非易失性光电导 |
| 6.3.2 光信号强度的影响 |
| 6.3.3 易失性/非易失性光电导机制 |
| 6.4 光电突触的双突触可塑性 |
| 6.4.1 对脉冲易化(PPF) |
| 6.4.2 短期可塑性(STP)和长期可塑性(LTP) |
| 6.4.3 学习经验和联想学习行为 |
| 6.5 光电突触的视觉仿生功能 |
| 6.5.1 研究背景 |
| 6.5.2 彩色图案的识别 |
| 6.5.3 灰度模式的识别与记忆 |
| 6.6 读取电压的影响 |
| 6.6.1 研究背景 |
| 6.6.2 仿生虹膜功能-光电流响应的自适应调节 |
| 6.6.3 选择性记忆功能-持续光电导的可调谐 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 全文结论与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 后续工作及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）层叠结构氮化硅阻变器件可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非易失性存储器概述 |
| 1.1.1 Flash |
| 1.1.2 新型非易失性存储器 |
| 1.2 RRAM阻变器件国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及编排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 RRAM器件相关基础知识 |
| 2.1 RRAM基本操作和工作原理 |
| 2.2 RRAM的材料体系 |
| 2.2.1 固态电解质材料 |
| 2.2.2 金属氧化物材料 |
| 2.2.3 有机材料 |
| 2.3 RRAM阻变模型和导电机制 |
| 2.3.1 界面型 |
| 2.3.2 细丝型 |
| 2.3.3 RRAM的导电机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于PECVD工艺SiN_x基RRAM器件电流特性研究 |
| 3.1 Ta/SiN_x/Pt器件工艺制备流程 |
| 3.2 介质中存在的主要缺陷:Si悬挂键 |
| 3.3 器件电学特性 |
| 3.3.1 forming过程 |
| 3.3.2 直流扫描电压下的I-V特性和阻变模型 |
| 3.3.3 器件的耐受性和保持特性分析 |
| 3.4 导电机制及HRS电流调制效应分析 |
| 3.5 对同时降低器件高、低阻态电流值的猜想和测试结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高可靠性层叠结构forming-free SiN_x RRAM器件 |
| 4.1 forming-free特性的价值和主流实现方法 |
| 4.2 基于初始缺陷的forming-free RRAM器件 |
| 4.2.1 材料组分 |
| 4.2.2 电学特性分析 |
| 4.3 溅射温度对薄膜质量的影响 |
| 4.4 基于局部Pt掺杂的层叠结构RRAM器件 |
| 4.4.1 制备过程和器件结构 |
| 4.4.2 电学特性和导电机理分析 |
| 4.5 样本D、样本G和样本H的阻变模型 |
| 4.6 器件可靠性测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）Metal/SiNx忆阻薄膜材料制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 忆阻器及其应用简况 |
| 1.2.1 忆阻器的分类 |
| 1.2.2 忆阻器应用简况 |
| 1.3 硅基忆阻介质薄膜研究简况 |
| 1.3.1 非晶硅薄膜 |
| 1.3.2 非晶氮化硅薄膜 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 薄膜制备及性能表征方法 |
| 2.1 薄膜制备 |
| 2.1.1 混气装置 |
| 2.1.2 磁控溅射沉积装置及工作原理 |
| 2.1.3 薄膜制备过程 |
| 2.2 薄膜性能表征方法 |
| 2.2.1 椭圆偏振测试 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 傅里叶红外光谱法 |
| 2.2.4 激光拉曼光谱法 |
| 2.2.5 反射率及透射率测试 |
| 2.2.6 电阻率测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 非晶氮化硅薄膜结构与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氮含量对a-SiN_x薄膜结构的影响 |
| 3.2.1 FTIR结果及分析 |
| 3.2.2 Raman结果及分析 |
| 3.3 氮含量对a-SiN_x薄膜光学性能的影响 |
| 3.3.1 折射率及消光系数研究 |
| 3.3.2 透射率及吸收率研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 金属掺杂非晶氮化硅薄膜结构与光电性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 银掺杂对a-SiN_x薄膜结构及光电性能影响 |
| 4.2.1 结构性能研究 |
| 4.2.2 光学性能研究 |
| 4.2.3 电学性能研究 |
| 4.3 铜掺杂对a-SiN_x薄膜结构及光电性能影响 |
| 4.3.1 XRD结果及分析 |
| 4.3.2 折射率及消光系数研究 |
| 4.3.3 透射率及吸收率研究 |
| 4.3.4 电学性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非晶氮化硅忆阻器电学开关性能初步研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 忆阻器工作原理 |
| 5.3 非晶氮化硅忆阻器设计与制备 |
| 5.3.1 结构及版图设计 |
| 5.3.2 器件制备 |
| 5.4 忆阻器电学开关特性 |
| 5.4.1 Ag/a-SiN_x/Al |
| 5.4.2 Ag/a-SiN_x/ITO |
| 5.4.3 Cu/a-SiN_x/ITO |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
（4）磁性纳米结构中横向磁场对磁畴壁静力学和动力学的调制（论文提纲范文）
| 论文主要创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 本文主要工作及内容安排 |
| 第二章 磁学理论基础 |
| 2.1 物质磁性的起源 |
| 2.2 物质磁性的分类 |
| 2.3 铁磁材料的自由能 |
| 2.3.1 连续性假设 |
| 2.3.2 联系H和B的桥梁---磁导率 |
| 2.3.3 自由能一般概述 |
| 2.3.4 Gibbs自由能的具体形式 |
| 2.4 磁静力学简介 |
| 2.4.1 自由能的一阶变分 |
| 2.4.2 有效场和Brown方程 |
| 2.5 磁动力学简介 |
| 2.5.1 磁致进动 |
| 2.5.2 阻尼项的引入 |
| 2.5.3 磁化强度动力学的一般性质 |
| 第三章 磁性纳米线中的TDW及其场驱动动力学 |
| 3.1 磁畴壁的成因和主要类型 |
| 3.1.1 磁性材料中的多畴结构 |
| 3.1.2 磁性膜中的两种典型磁畴壁 |
| 3.2 磁性纳米线中的磁畴壁 |
| 3.2.1 微磁学的新阵地---磁性纳米线简介 |
| 3.2.2 磁性纳米线中的畴壁相图和类型简介 |
| 3.3 磁场驱动磁畴壁运动的能量耗散图像 |
| 3.4 磁畴壁行波解的一般性质 |
| 3.4.1 Thiele方程 |
| 3.4.2 磁畴壁的Thiele宽度 |
| 3.4.3 磁化强度动力学的Lagrangian理论框架 |
| 3.5 可解的准一维模型---Walker分析 |
| 3.5.1 Walker分析具体推导 |
| 3.5.2 磁场驱动磁畴壁运动的力矩图像 |
| 3.5.3 在Walker分析的基础上更进一步 |
| 第四章 TMF对TDW静态构型的调制和场驱动运动的加速 |
| 4.1 研究背景和模型简介 |
| 4.2 UTMF对TDW的静态构型调制 |
| 4.2.1 两端磁畴中的磁化强度指向 |
| 4.2.2 TDW方位角面内的扭曲 |
| 4.2.3 极角和方位角自由度的解耦和分别求解 |
| 4.2.4 与数值模拟结果的对比 |
| 4.3 渐进展开方法简介 |
| 4.4 UTMF对TDW运动的加速 |
| 4.4.1 弱UTMF情形 |
| 4.4.2 有限大小UTMF情形 |
| 4.4.3 与数值模拟结果的对比 |
| 4.5 恒模TMF诱导的平面TDW及其动力学 |
| 4.5.1 任意倾斜姿态的静态pTDW |
| 4.5.2 pTDW的场驱动动力学 |
| 第五章 电流驱动磁动力学基础 |
| 5.1 背景简述 |
| 5.2 自旋流密度的定义 |
| 5.3 自旋阀中的STT |
| 5.3.1 最简模型下的STT(自旋流差值法) |
| 5.3.2 动力学模型下的STT(相互进动法) |
| 5.4 磁性纳米线中的空间梯度STT |
| 5.4.1 自旋流差值法---绝热项的自然产生 |
| 5.4.2 半经典输运理论---非绝热项的必然出现 |
| 5.5 CIP构型中电流驱动的TDW动力学 |
| 5.6 CPP构型中电流驱动的TDW动力学 |
| 5.7 再议电流驱动TDW运动的物理图像 |
| 第六章 UTMF对磁性纳米结构中电流驱动TDW运动的调制 |
| 6.1 研究背景和工作基础 |
| 6.2 狭长自旋阀中的CPP构型 |
| 6.2.1 面内轴向偏振 |
| 6.2.2 面外垂直偏振 |
| 6.2.3 面内横向偏振 |
| 6.3 单层磁性纳米线中的CIP构型 |
| 6.4 双层磁性纳米线中的CIP构型 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）磁控溅射法制备硅基薄膜及其电阻转变特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电阻转变现象的分类与应用 |
| 1.1.1 记忆电阻转变(Memory Resistive Switching) |
| 1.1.2 阈值电阻转变(Threshold Resistive Switching |
| 1.2 硅基薄膜电阻转变特性的研究现状 |
| 1.2.1 氧化硅薄膜电阻转变特性研究进展 |
| 1.2.2 氮化硅薄膜电阻转变特性研究进展 |
| 1.2.3 氮氧化硅薄膜电阻转变特性研究进展 |
| 1.2.4 碳氧化硅薄膜电阻转变特性研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 硅基薄膜的制备与表征 |
| 2.1 硅基薄膜的制备 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 衬底选择和清洗 |
| 2.1.3 硅基薄膜的制备 |
| 2.1.4 金属电极的制备 |
| 2.2 硅基薄膜阻变存储器的表征方法 |
| 2.2.1 电流-电压(I-V)特性测试 |
| 2.2.2 电容-电压(C-V)特性测试 |
| 2.2.3 薄膜厚度测试 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 第三章 氧化硅薄膜的制备及电阻开关特性研究 |
| 3.1 反应溅射法制备氧硅薄膜 |
| 3.1.1 器件制备 |
| 3.1.2 器件表征结果 |
| 3.1.3 电阻转变机理分析 |
| 3.2 共溅法制备富硅的氧化硅薄膜 |
| 3.2.1 器件制备 |
| 3.2.2 器件表征结果 |
| 3.2.3 电阻转变机理分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 氮化硅薄膜的制备及电阻开关特性研究 |
| 4.1 器件制备 |
| 4.2 器件表征结果 |
| 4.3 器件导电行为及电阻转变机理分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 氮氧化硅薄膜的制备及电阻开关特性研究 |
| 5.1 器件制备 |
| 5.2 器件表征结果 |
| 5.3 器件导电机制及电阻转变机理分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 碳氧化硅薄膜的制备及电阻开关特性研究 |
| 6.1 器件制备 |
| 6.2 器件表征结果 |
| 6.3 器件导电行为及电阻转变机理分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）非晶SiN膜的发光性质与非晶SiN/纳米Si/非晶SiN结构的存储特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 非晶氮化硅薄膜发光材料的研究背景及现状 |
| 1.2.1 硅基发光材料的研究现状 |
| 1.2.2 非晶氮化硅薄膜发光性质研究现状 |
| 1.3 硅量子点浮栅存储器的研究背景及现状 |
| 1.3.1 半导体存储技术简介 |
| 1.3.2 几种新型存储器简介 |
| 1.3.3 硅量子点浮栅存储器简介 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 波长可调a-SiN_x薄膜的光致与电致发光研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 不同组分a-SiN_x薄膜的制备及表征 |
| 2.3 不同组分a-SiN_x薄膜的光致发光特性 |
| 2.3.1 光吸收和稳态PL性质 |
| 2.3.2 时间分辨瞬态荧光光谱研究 |
| 2.4 组分依赖的a-SiN_x薄膜的波长可调电致发光特性 |
| 2.4.1 基于a-SiN_x薄膜的电致发光器件制备 |
| 2.4.2 不同组分a-SiN_x薄膜的EL特性 |
| 2.4.3 基于a-SiN_x薄膜电致发光器件的J-V特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 镶嵌在非晶氮化硅膜中的纳米硅材料的电学及存储特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 镶嵌在a-SiN_x膜中的nc-Si量子点材料的制备及表征 |
| 3.3 a-SiN_(0.81)/nc-Si/a-SiN_(0.81)浮栅结构的存储特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 本论文的主要结论 |
| 4.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）PECVD制备a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的光电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的科学意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 薄膜制备 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 衬底清洗 |
| 2.1.3 多层膜的制备方法 |
| 2.2 测试与分析方法 |
| 2.2.1 膜厚测量 |
| 2.2.2 晶粒尺寸和晶化率 |
| 2.2.3 XRD测试 |
| 2.2.4 多层薄膜剖面结构 |
| 2.2.5 光学特性测试 |
| 2.2.6 电学特性测试 |
| 第3章 a-Si:H(nc-Si:H)/a-Si C:H多层薄膜的制备与结构表征 |
| 3.1 a-Si:H/a-SiC:H多层薄膜的制备 |
| 3.2 尺寸可控nc-Si:H/a-SiC:H多层薄膜的形成 |
| 3.3 a-Si:H/a-SiC:H多层薄膜的结构表征 |
| 3.3.1 TEM测试 |
| 3.3.2 XRD测试 |
| 3.3.3 Raman测试 |
| 第4章 nc-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜的光吸收特性 |
| 4.1 nc-Si:H势阱层厚度对多层结构薄膜光吸收特性的影响 |
| 4.2 a-SiC:H势垒层厚度对多层结构薄膜光吸收特性的影响 |
| 4.3 退火温度对多层结构薄膜光吸收特性的影响 |
| 4.4 退火时间对多层结构薄膜光吸收特性的影响 |
| 第5章 多层结构薄膜的电子隧穿输运 |
| 5.1 a-Si:H/a-SiC:H多层薄膜的共振隧穿特性 |
| 5.2 nc-Si:H/a-SiC:H多层薄膜的纵向电子隧穿输运 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士研究生在读期间发表的论文 |
（8）高K介质隧穿层对纳米硅浮栅存储结构性能的优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言-发展中的微纳电子学 |
| 1.2 非挥发性存储器的原理及发展 |
| 1.3 浮栅存储器面临的挑战与发展前景 |
| 1.3.1 研究纳米硅浮栅存储器的意义及其遇到的问题 |
| 1.3.2 高K介质在纳米硅浮栅存储器中的应用与前景 |
| 1.4 本论文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 热处理对纳米硅浮栅存储器存储特性的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米硅存储单元制备过程中的热处理 |
| 2.3 热处理对MOS结构性能的影响 |
| 2.4 基于良好性能的MOS结构的存储MOSFET的器件特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 原子层沉积制备氧化铝薄膜的微结构与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氧化铝薄膜材料的优势与研究现状 |
| 3.3 原子层沉积技术(ALD)的原理与发展 |
| 3.4 超薄氧化铝薄膜的微结构与性能表征 |
| 3.4.1 氧化铝薄膜的表面形貌 |
| 3.4.2 氧化铝薄膜的介电性质 |
| 3.4.3 Al/Al_2O_3/Si结构的电学特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 高K介质氧化铝对纳米硅浮栅存储MOS结构的存储特性优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SiN_x/NC-Si/Al_2O_3/Si结构的制备与表征 |
| 4.3 SiN_x/NC-Si/Al_2O_3/Si的C/V特性优化 |
| 4.4 SiN_x/NC-Si/Al_2O_3/Si结构的G/V特性研究 |
| 4.4.1 SiN_x/NC-Si/Al_2O_3/Si结构的G/V分析 |
| 4.4.2 变频G/V特性曲线研究不同尺寸纳米硅的存储机制 |
| 4.5 SiN_x/NC-Si/Al_2O_3/Si结构的电荷保持特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 工作总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）磁场调控磁电复合材料电机械谐振频率的尺寸效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁电效应及其产生机制 |
| 1.2 磁电复合材料磁电效应研究 |
| 1.3 论文选题的理由及意义 |
| 第二章 磁电复合材料 |
| 2.1 压电材料的性质 |
| 2.2 磁致伸缩材料的性质 |
| 2.3 Terfenol-D的超磁致伸缩性能 |
| 第三章 压电体尺寸、磁场方向对磁控谐振频率偏移影响 |
| 3.1 压电体尺寸对磁控谐振频率偏移影响 |
| 3.1.1 磁致伸缩系数测量 |
| 3.1.2 磁电复合三明治结构的实验研究 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.2 理论模拟 |
| 3.2.1 数值计算 |
| 3.2.2 理论模拟 |
| 3.3 磁场方向对磁控谐振频率偏移影响 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 铁磁相尺寸对磁调控谐振频率偏移研究 |
| 4.1 条-环”异型磁电复合结构理论模型 |
| 4.2 数值模拟PZT(条)与TDF(环)磁电复合结构磁控谐振频率偏移规律 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 磁场调控压电体谐振及反谐振频率偏移研究 |
| 5.1 不同压电体体积分数的三明治结构谐振与反谐振频率实验 |
| 5.2 不同压电体体积分数的三明治结构谐振与反谐振频率理论模拟 |
| 5.3 结论 |
| 第六章结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）基于QCM的水果中重金属离子的检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外有关食品中重金属元素检测的方法 |
| 1.1.1 传统的检测方法 |
| 1.1.2 新型的检测方法 |
| 1.1.3 食品中重金属检测的发展趋势 |
| 1.2 QCM 的发展历史 |
| 1.3 本论文的研究目标和主要内容 |
| 第二章 QCM 传感器的测量原理 |
| 2.1 石英晶体的压电效应 |
| 2.2 QCM 质量测量原理 |
| 2.2.1 石英晶体的振动模式 |
| 2.2.2 气相中 QCM 检测原理 |
| 2.2.3 液相中 QCM 检测原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 QCM 传感头的设计 |
| 3.1 基片设计 |
| 3.2 电极设计 |
| 3.2.1 电极尺寸 |
| 3.2.2 QCM 探头的优化 |
| 3.2.2.1 新式探头介绍 |
| 3.2.2.2 新式探头设计 |
| 3.3 本章小节 |
| 第四章 QCM 频率测量的设计 |
| 4.1 QCM 的临界频率 |
| 4.2 带负载 QCM 的等效电路 |
| 4.3 QCM 频率测量方法 |
| 4.4 网络分析仪 |
| 4.5 匹配网络的设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 QCM 测量水果中重金属 |
| 5.1 吸附材料的选择 |
| 5.2 吸附机理 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 实验总结 |
| 第六章 小结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、a-SiN_x/nc-Si/a-SiN_x三明治结构的电荷存储效应（论文参考文献）
- [1]硅基忆阻材料的光电性质及其应用研究[D]. 李东阳. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]层叠结构氮化硅阻变器件可靠性研究[D]. 姜鹏飞. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [3]Metal/SiNx忆阻薄膜材料制备及性能研究[D]. 候伟. 电子科技大学, 2018(10)
- [4]磁性纳米结构中横向磁场对磁畴壁静力学和动力学的调制[D]. 李梅. 武汉大学, 2018(06)
- [5]磁控溅射法制备硅基薄膜及其电阻转变特性的研究[D]. 陈达. 浙江师范大学, 2017(07)
- [6]非晶SiN膜的发光性质与非晶SiN/纳米Si/非晶SiN结构的存储特性研究[D]. 谭大猛. 南京大学, 2016(05)
- [7]PECVD制备a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的光电特性研究[D]. 刘宝元. 河北大学, 2015(12)
- [8]高K介质隧穿层对纳米硅浮栅存储结构性能的优化研究[D]. 王文. 南京大学, 2015
- [9]磁场调控磁电复合材料电机械谐振频率的尺寸效应研究[D]. 叶晶晶. 南京师范大学, 2014(01)
- [10]基于QCM的水果中重金属离子的检测[D]. 卿春. 电子科技大学, 2012(02)