【摘 要】
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阻变随机存取存储器（RRAM）因其高速,高密度及低功耗等优势成为最具潜力的下一代非易失性存储器之一。因成分简单,制备方便且与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容度高,二元金属氧化物成为研究最为广泛的阻变随机存取存储器介质层材料。二氧化钒因出色的相变特性受到阻变存储器领域研究人员的高度关注,但基于其的阻变存储器阻变的主要原因均归结为相变,这意味着有可能掩盖其它原因。因此探索出非相变特性主导的基于
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阻变随机存取存储器（RRAM）因其高速,高密度及低功耗等优势成为最具潜力的下一代非易失性存储器之一。因成分简单,制备方便且与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容度高,二元金属氧化物成为研究最为广泛的阻变随机存取存储器介质层材料。二氧化钒因出色的相变特性受到阻变存储器领域研究人员的高度关注,但基于其的阻变存储器阻变的主要原因均归结为相变,这意味着有可能掩盖其它原因。因此探索出非相变特性主导的基于二氧化钒的阻变存储器是很有意义且极具挑战性。为此,本文选择了电化学性能优异的亚稳态B相二氧化钒（VO2（B））纳米棒作为研究对象,因为VO2（B）基锂离子电池与阻变存储器有着类似的电容结构和工作原理,具体研究如下:（一）发展了水热法,并利用它以五氧化二钒及二水合草酸为反应原料成功地制备VO2（B）纳米棒。扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及激光拉曼光谱等测试表明,水热法工艺制备出长度约1mm,直径约150 nm且表面光滑、均匀的纯相VO2（B）纳米棒。（二）系统研究了多种有机溶剂对VO2（B）纳米棒成膜的影响,发现无水乙醇/去离子水溶剂有利于形成高质量VO2（B）纳米棒膜。在此基础上利用滴涂法构筑三种基于金属-氧化物-半导体（MOS）结构阻变存储器,即Ag/VO2（B）/SiOx/p-Si器件（器件1）,Ag/VO2（B）/SiO2/n-Si/Cu器件（器件2）和Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si器件（器件3）。（三）三种器件的阻变特性研究。器件1和器件3电流-电压曲线均能够保持30个循环周期以上。器件3的设置、复位电压均低于3V,而器件1与器件2的设置和复位电压则高达7V以上。对比研究表明,器件1劣势明显,器件2具有多个阻态,器件3性能最佳。所以重点以器件3作为研究阻变机制的对象。在此基础上,进一步构筑了Ag/SiOx/n++Si,Ag/VO2（B）/n++Si,Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si器件,比较研究初步推断是银浆为主导和VO2（B）、SiOx协同作用,使Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si器件呈现双极性阻变。通过验证Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si器件高阻态及低阻态的导电机制,比较器件介质层VO2（B）纳米棒施加电场前后的SEM照片以及在Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si中引入Na Cl阻挡层,进一步证实Ag/VO2（B）/SiOx/n++Si器件的阻变机制是银导电细丝的形成所致。
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