【摘 要】
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忆阻器作为新兴电路元件,由于具有低功耗、高密度等独特的存储潜力,受到了广泛关注。氧化物是制备忆阻器的重要材料之一,其中氧化钛（TiO2）具有制备方法成熟、性能稳定、易于制备等优异性能,是构筑忆阻器的基础材料。然而当前的忆阻器由于其可靠性及循环稳定性差的问题,限制其在信息存储及突触仿生方面的应用。氧缺陷的导电细丝机制是TiO2基忆阻器的主要运行机制。因此,对TiO2阻变层中氧空位迁移的动力学调节是发
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忆阻器作为新兴电路元件,由于具有低功耗、高密度等独特的存储潜力,受到了广泛关注。氧化物是制备忆阻器的重要材料之一,其中氧化钛（TiO2）具有制备方法成熟、性能稳定、易于制备等优异性能,是构筑忆阻器的基础材料。然而当前的忆阻器由于其可靠性及循环稳定性差的问题,限制其在信息存储及突触仿生方面的应用。氧缺陷的导电细丝机制是TiO2基忆阻器的主要运行机制。因此,对TiO2阻变层中氧空位迁移的动力学调节是发展高可靠器件的关键。针对以上问题,本文拟采用元素掺杂和等离子体处理的方法,调节TiO2材料内的氧缺陷浓度,分别提升TiO2基阻变存储器和光电忆阻器的性能。具体研究内容如下:（1）W掺杂调控TiO2基忆阻器阻变行为。利用磁控溅射法生长了TiO2:W复合薄膜,制备Au/TiO2:W/ITO基忆阻器。采用表面扫描电镜（SEM）、截面SEM和原子力显微镜（AFM）分别表征了器件的表面形貌、结构和表面平整度。本文研究了W掺杂浓度对器件阻变性能影响,结果表明,掺杂浓度为4.1%时,器件具有稳定性最高、开关比最大的优异阻变性能。通过调节限制电流、实现了多级存储特性。另外,此器件的限制电流最低为10μA,低电流下运行的忆阻器有发展成低功耗忆阻器件的潜力。（2）等离子体处理调控氧缺陷态,进而调控光电忆阻行为。利用水浴加热方法生长了TiO2纳米阵列,构筑Ti N/TiO2/FTO忆阻器件。采用SEM、吸收光谱、X射线衍射（XRD）对薄膜进行表征。对比了等离子体处理不同时间的器件忆阻性能,结果表明,经过等离子体处理10 min器件的忆阻幅值最大、弛豫时间最长。基于该器件,分别实现了电刺激/光刺激下的双脉冲易化（PPF）、兴奋性突触后电流（EPSC）及短时记忆（STP）到长时记忆（LTP）转化功能;混合使用光电信号,实现了光增强/电抑制突触可塑性,且通过调节等离子处理时间,实现了不同线性度的光增强/电抑制行为,为实现高精度视觉功能仿生提供了基础。
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