导读:本文包含了相变存储论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:纳米复合,热稳定性,非晶态,电阻率
相变存储论文文献综述
吴卫华,翟继卫[1]（2019）在《纳米复合多层ZnSb/GeSb相变存储薄膜的性能与结构研究》一文中研究指出通过磁控溅射方法成功出制备纳米复合多层ZnSb/GeSb相变薄膜。采用原位电阻-温度-时间(R-T-t)测量系统研究了ZnSb和GeSb厚度比和界面数等物理结构参数对多层ZnSb/GeSb薄膜的晶化温度、结晶激活能、十年数据保持力、非晶态和晶态电阻率的影响规律,利用X射线衍射仪(XRD)分析了多层ZnSb/GeSb薄膜在热致作用下的相结构演变过程,运用皮秒脉冲激光测试系统探讨了多层ZnSb/GeSb薄膜光致作用下的快速可逆相变过程,应用X射线反射仪(XRR)研究了多层ZnSb/GeSb薄膜结晶前后的密度变化率。研究结果表明,通过调节ZnSb和GeSb层的厚度比和界面数可以实现多层ZnSb/GeSb薄膜的非晶态热稳定性和电阻率等相变性能的调控。多层[ZnSb(8nm)/GeSb(4nm)]4薄膜的结晶温度、结晶激活能、十年数据保持力分别达到220℃、2.61eV、168℃,非晶态热稳定性的提高主要缘于多层Zn Sb/GeSb薄膜中的界面效应及ZnSb层厚度的增加:一方面是多层结构薄膜中界面之间的相互夹持,使得相变过程中的晶粒生长受到抑制;另一方面是ZnSb薄膜具有高热稳定性特征。同时,晶粒尺寸效应和界面缺陷的存在加速了多层ZnSb/GeSb薄膜的异质成核和结晶,从而提高薄膜的相变速度。多层[ZnSb(8nm)/GeSb(4nm)]4薄膜在激光诱导下的晶化和非晶化相转变速度分别为6.2和3.9ns,体现了多层Zn Sb/GeSb薄膜的快速可逆相变特性。多层[ZnSb(8nm)/GeSb(4nm)]4薄膜结晶前后的密度变化率仅为3.9%,预示着相变薄膜可以与上下电极及周围包覆层之间紧密接触,从而提高信息存储的高可靠性。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
[2]（2019）在《相变存储材料设计取得进展》一文中研究指出近日,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室、材料科学与工程学院微纳中心张伟教授课题组联合中科院上海微系统与信息技术研究所、美国约翰霍普金斯大学科研人员设计了新型钪锑碲合金,将相变存储器的读写速度提升十余倍并达到亚纳秒级别。据介绍,就如何调节钪锑碲的化学成分以达到器件最优性能的问题,研究人员针对钪锑碲合金的二元(本文来源于《油气地球物理》期刊2019年04期）
[3]（2019）在《西安交大等在相变存储材料设计领域取得重要进展》一文中研究指出近十多年来,科学界与工业界一直致力于发展第叁类存储器技术,以期在同一单元中实现数据的快速读写及稳定存储,应对数据存储与处理方面的巨大压力。基于硫族化物的相变存储器经过二十余年的科研发展,已逐步实现工业化生产,并于近期投入市场,例如英特尔"傲腾"芯片等。目前该领域内的研究重点落在如何进一步提升相变存储的读写速度上。西安交通大学金属材料强度国家重点实验室、材料科学与工程学院微纳中心(CAMP-Nano)张伟教授课题组联合中科院上海微系统与信息技术研究所、美国约翰霍普金斯大学科研人员设计了新型钪锑碲合(本文来源于《家电科技》期刊2019年04期）
王玉菡,曾自强,王玉婵,王月青[4]（2019）在《Ge_2Sb_2Te_5相变存储单元有源区对RESET电流影响的研究》一文中研究指出应用透射电子显微镜技术和数值模拟计算,对基于材料Ge_2Sb_2Te_5的相变存储器单元有源区RESET电流的影响进行了研究,主要包括有源区晶粒结构和晶粒区域大小对RESET电流的影响。综合分析透射电子显微镜、数值模拟和实际测试结果,最终发现通过得到较大的材料晶粒为立方晶相的有源区域,可以有效地降低后续操作的RESET电流。(本文来源于《固体电子学研究与进展》期刊2019年01期）
向书涛[5]（2019）在《外磁场作用下GeTe/Sb_2Te_3超晶格相变存储单元器件特性研究》一文中研究指出相变存储器是被认为最有可能取代动态随机存储器(DRAM)的下一代非易失性存储设备之一,其具有存储速度快、可靠性高、使用寿命长等特点。超晶格相变存储器作为相变存储器的一种,由于其独特的结构和物理特性,受到了广泛的关注和研究。研究发现在外磁场的作用下,超晶格相变存储单元的阈值电压高于无磁场时,而且在一定的写入电压范围内,在磁场下的电阻高于无磁场时的电阻,这种现象称为GeTe/Sb_2Te_3超晶格的磁阻效应。本文主要研究不同膜层结构对GeTe/Sb_2Te_3超晶格相变存储单元的阈值电压和磁阻变化率的影响。首先通过半导体工艺制备GeTe/Sb_2Te_3超晶格相变存储单元,对不同结构单元在工艺上进行优化,最终得到稳定可控的具有高电阻变化率的超晶格相变存储单元,然后改变每个周期内GeTe和Sb_2Te_3的厚度或者超晶格的周期,制备不同膜层结构的超晶格相变存储单元样品。然后通过B1500测试设备对制备的样品进行测试,发现不同膜层结构的样品具有不同的阈值电压;然后在测试过程中加入0.1T的外磁场,发现样品的阈值电压均有增加,而且表现出磁阻效应。超晶格的磁阻变化率随着GeTe比例的减小和Sb_2Te_3比例的增加先增加后减小,在GeTe:Sb_2Te_3=3:3时,磁阻变化率最大;同时超晶格的磁阻变化率随着其周期数的减小而增大。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-01-01）
陈念科[6]（2018）在《相变存储半导体的电子规律与存储过程的第一性原理研究》一文中研究指出电子信息技术的高速发展和物联网生活的全面普及将人类社会推进到大数据时代,海量复杂信息的存储、传递、处理需求使得电子信息的载体——电子存储器——的发展面临着巨大的挑战,人们对高密度、高速度、低功耗的非易失性存储器的需求日渐急迫。另一方面,人工智能技术的发展和突破受到全社会的关注,被认为是未来科技发展的核心方向。不论是大数据的分析处理还是人工智能的优化设计,都对处理器和存储器性能提出了新的要求,例如突破冯·诺依曼瓶颈。一种典型的非冯·诺依曼架构是计算-存储一体化,需要能够满足这种功能的新型存储器做硬件。因此,电子存储技术是应对当前大数据挑战的关键,也将是未来信息科技发展中的核心技术之一。相变存储器作为新兴的非易失性存储技术之一,具备同时替代高速内存和非易失性闪存而成为通用型存储的可能,更是在非冯诺依曼计算领域展现出出色的潜力,是未来应用于大数据和人工智能领域的候选技术中的有力竞争者。相变存储技术经过几十年的发展,工艺和设计日渐成熟,基于相变存储的内存和大容量存储展现出优良的性能并已经开始商业化。然而,尽管相变存储的性能已经满足部分应用要求,但是仍然有不足之处,例如功耗较高、高温数据保持力较差、循环性不够高,在存储速度、存储密度和多级存储精确控制方面也还有进步的空间。阻碍器件、材料性能进一步提升的一个重要原因在于对材料相变的基础理解不够。因此,解决以上问题的一个关键是理解材料的超快相变微观机制。本文用基于密度泛函理论和含时密度泛函理论的第一性原理计算方法,从材料本身的结构性质和材料对外场的响应两个方面展开研究。在材料本身结构性质方面,分别研究并对比了传统相变存储半导体锗锑碲和新型相变存储半导体锗锑碲超晶格的微观结构、电子成键、光电性质和相变动力学。在材料对外场响应方面,依次研究了传统热效应下的相变机理、热效应+电子激发效应对材料相变的影响和热效应+电子激发效应+含时电子-声子耦合效应下的相变动力学。本文共得出以下四个创新结果:1.传统相变材料锗锑碲非晶态中的强电子极化结构基元。由于结构和成键特性复杂而又缺乏有效的研究手段,锗锑碲非晶态的微观结构和光电性质之间的关联仍不清楚。本研究发现非晶态中有很多的线性原子链结构片段,超过60%的原子参与形成这种链,这些链中的电子具有较强的电子极化性质。与之前报道中的四面体和金字塔型微结构相比,这种原子链结构的优点是建立了微观结构-光电性质之间的关联,可能成为精确调控材料光电性质和材料相变行为的关键媒介,此结论可为多级存储的发展提供理论指导。2.新型相变材料GeTe/Sb_2Te_3超晶格中由层错运动诱导的绝缘体-金属转变。基于GeTe/Sb_2Te_3超晶格的器件展现出超低功耗的性能,但背后的相变机制却不清楚,仍在剧烈的争论中。研究发现,材料被van der Waals空位层分隔成许多的区块,在材料整体化学计量比不变的前提下,破坏区块中的局部化学计量比可以导致材料金属化,据此提出了利用局部化学计量比调控材料电学性质的机制。这种局部化学计量比的破坏可以通过超晶格中常见的层错缺陷的运动来实现,进一步研究证实了层错运动诱导的绝缘体-金属转变。这种性质转变不需要经过传统的熔化过程,可能是超晶格材料低功耗的原因之一,本研究为调控超晶格材料的性质提供了新的思路。3.超快激光在材料中诱导的力学效应。有理论及实验指出,超快激光对材料的作用除了传统的热效应之外,还有电子激发诱导的非热效应,也可以诱导相变,但是激光的非热效应和材料的作用机制还不够清楚。本研究通过理论计算方法研究了超快激光在材料中诱导的力学效应:量子应力和原子受力。研究发现电子-空穴等离子体激发可以在材料中诱导出可观的应力,应力的大小正比于激发量和材料的有效形变势,应力的主要效果是导致材料膨胀,特别是在超硬材料中可能导致超大膨胀。另一方面,激发诱导的原子受力具有元素选择性和晶格对称性依赖。在晶态锗锑碲中由于结构扭曲和空位的存在,原子受力方向无序,是诱导固态非晶化的直接原因。这种固态非晶化对于存储来说速度更快、循环性更好。最后,利用此原理,提出了可能的新型加工方案,即冷晶格加工方案设计和材料结构导向的新型激光加工方式。4.超快激光在相变存储母体材料锗碲合金中诱导的菱方-立方相变。超快激光诱导的有序-有序相变是一种较少见的新型超快相变,与传统的非晶化相比,晶体到晶体的相变意味着更加精细的材料结构调控,但是其超快时间尺度内的微观原理仍有争议。本研究对激光场的处理更进一步,包含了非绝热的电子-声子耦合作用,用先进的激发态理论研究方法——含时密度泛函理论计算,研究了超快激光在典型相变材料锗碲中诱导的菱方-立方相变。研究发现,5%激发量的电子-空穴等离子体激发可以促使锗碲在1ps内发生从菱方到立方的相变。相变的根本物理原因是激发诱导的势能面的变化,直接的驱动力是依赖于晶格对称性的、有方向的、相干的原子受力,这种力驱动原从菱方格点向立方格点运动。这种运动是整体且无原子扩散的,不经过传统的形核-生长过程。如果能实现这种相变在存储方面的应用,速度和循环性将会有大幅提升。另外,进一步的分析证实这种相变是非热相变,为超快激光非热效应的应用提供了理论支撑。综上,本文通过第一性原理理论计算方法,对比研究了传统和新型相变存储材料的微观结构、电子性质和相变机制,并探索了不同层次的外场效应对材料相变的影响。本文研究结果给出了相变存储材料原子尺度结构和电子结构信息以及超短时间内的相变动力学机制。根据得到的信息和机制,有望更精细地调控材料的光电性质甚至设计新的利用超快激光控制材料相变的方案。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
孙川希[7]（2018）在《相变存储用Al_(0.7)Sb_2Te_3合金靶的制备及性能研究》一文中研究指出目前,Al-Sb-Te相变薄膜因其与CMOS高兼容性及高热稳定性而成为相变存储材料的研究热点。现均采用多靶共溅射法来制备Al-Sb-Te相变薄膜,此法制备的薄膜虽然具有可实现数据高速存储的热、电学性能,但薄膜成分均匀性欠佳,精确实现设计值成分较困难,而选用多元单靶为溅射靶材有望较好解决上述问题。因此,设计、优化多元单靶的成分和制备工艺,并系统表征反映靶材质量的各项性能,是相变存储领域的重要课题。本文在分析了 Sb-Te系相变材料研究进展及二元合金合成结果的基础上,确定原子比Al:Sb:Te=0.7:2:3的材料组成,并采用真空固相合成法与烧结-热等静压法成功制备出Al-Sb-Te合成粉及Al_(0.7)Sb_2Te_3(简写AST)合金靶材,并采用XRD、FESEM及金相、EDS、XPS等分别表征粉体物相组成和靶材致密度、物相组成、显微组织、元素含量及其分布、元素价态组成等性能,评价靶材质量,分析讨论了 Al在AST合成粉与合金靶中的存在形式。首先,研究了 Al、Sb、Te及相关化合物的理化性质,并结合反应热力学与动力学分析结果,优化原料粉混合、压制工艺,设计了 AlSb、Sb_2Te_3、Al_2Te_3与AST粉的真空固相合成温度及对应的保温时间。结果表明:二元合金的合成难度排序为:Sb_2Te_3<AlSb<Al_2Te_3。相比Al、Sb、Te叁者的混合粉,AST叁元合成粉的相结构发生了显着变化,其主相为Sb_2Te_3、单质Al少量存在;且与Sb_2Te_3二元合金粉相比,A1的掺杂使主相Sb_2Te_3晶格常数a几乎不变,晶格常数c从31.443A减小至30.438A,晶胞体积V减小0.016%。其次,研究了 AST叁元合金靶材的制备及性能。以AST合成粉为原料,采用烧结-热等静压制成相对密度为99.6%的AST合金靶。FESEM分析表明,AST合金靶平面与截面的显微组织基本一致,均形成明显的Al_(0.1)Sb_2Te_3基体相与单质Al弥散相两相组成,基体相与弥散相结合紧密、界面无缝隙,界面处存在宽度2～3μm的过渡区域。XPS分析可知,由表及里刻蚀靶材,随着深度从0增加至405.9nm,Al价态逐渐从A1203的化合态为主过渡至单质态为主,并且刻蚀深度为405.9nm时,Al的价态组成中存在较低含量的AlSb化合态,Sb的价态组成来自Sb_2Te_3、Sb_2O_3、AlSb,Te的价态组成仅来自Sb_2Te_3。刻蚀深度405.9nm的XPS分析表明,Al_(0.1)Sb_2Te_3基体相中的Al是形成AlSb有效化合来影响靶材的组织结构。(本文来源于《北京有色金属研究总院》期刊2018-05-02）
周次郎[8]（2018）在《Sb_2Te_3,Sb_2Te和N掺杂GST薄膜相变存储薄膜热传导机理研究》一文中研究指出Sb_2Te_3和Sb_2Te作为重要的相变材料,由于具有重要的实用价值和潜在的应用前景而被广泛使用。例如多媒体数据光盘(DVD)和CVD中,通过研究其热传导并分析其机理,不但可以扩展相变材料的应用领域,而且更为理解相变材料本身的性质提供理论依据。而Ge_2Sb_2Te_5(GST)具有结晶速度快,非晶态和晶态的光学性能以及电性能差别大等优点,是研究最多,应用最广泛的相变存储材料。但是随着存储器设备的尺寸不断减小,一些性能上的不足逐渐限制了GST的应用,比如晶态电阻率和结晶温度低,热稳定性差等。研究发现通过掺杂会改善相变材料本身的性能,如热性能和电性能等,因此对相变材料进行掺杂可以改善相变材料本身的性能。本文主要研究了Sb_2Te_3,Sb_2Te和N掺杂GST薄膜的热传导测量及其机理。通过搭建3?装置以及制备3?样品,建立(18)?法测量薄膜热传导的系统,搭建3?装置时选择合适的硬件材料,例如探针台,锁相放大器和控温装置等,并且选择具有良好的输入和输出信号的M-AUDIO的AUDIOPHILE192型声卡。以及在MatLab中编写程序,设计电极材料与介电层之间的过渡层以及设计制造掩模板来制备3?样品,通过磁控溅射制备薄膜并在上面光刻电极。用3?法热传导测量系统测量了Sb_2Te_3和Sb_2Te薄膜的热传导并对其机理进行分析。结果发现,沉积态Sb_2Te_3的热传导比Sb_2Te大,是因为在沉积状态Sb_2Te_3是部分结晶,而Sb_2Te是非晶态。473K退火处理后,Sb_2Te的热传导系数比Sb_2Te_3热传导系数大得多,结果表明退火Sb_2Te的热导率对温度具有较大的依赖性。用WF定律和德拜模型分析了各个薄膜的热传导机理,发现Sb_2Te_3在低温时声子热传导占据主导地位,沉积态薄膜的电导率很低,自由电子对于沉积态试样热传导的贡献基本可以忽略,室温以上电子热传导逐渐增强,而Sb_2Te的声子热传导在低温时随温度升高而增加,在310K附近开始减小,是由于声子贡献的减小决定了Sb_2Te整个热传导随温度增加而减小。通过磁控溅射制备薄膜,通过(32)FM测量薄膜表面粗糙度确定沉积功率(17)(15)W和60W,当沉积功率为(17)(15)W时,不同N掺杂GST薄膜氮氩流量比分别为2:20,1:15,1:20,1:25和1:30,通过XPS结果显示掺杂的N与GST中的Ge原子结合,生成了Ge-N键。当功率60W时,流量比为1:15,2:20,3:21和4:20四组N掺杂成分制备薄膜,测得的N含量依次为5.37 atom%,5.57 atom%,7.8atom%,7.76 atom%。测量了功率为20W的不同氮氩流量比的N-GST薄膜和功率为60W的氮氩流量比为1:15的N-GST薄膜的电阻率和塞贝克系数,发现电阻率都是随温度上升而减小,塞贝克系数是先上升再下降。主要是由于随着温度不断升高,薄膜逐渐晶化,而电阻率的测量数据并不存在突变,证明薄膜的晶化是一个逐步进行的过程,而氮元素的加入,形成了更多的缺陷和畸变,很可能阻碍了薄膜的晶化速度。测量了沉积功率为60W时,沉积态和退火态的N掺杂GST薄膜的热传导,结果发现沉积态时热导率随氮含量的增加而增大,这是因为沉积态下N-GST薄膜是非晶态的,在薄膜中自由载流子很少,热传导基本取决于声子传导,而随着N原子的掺杂,薄膜中的自由载流子数量逐渐增多,电子热传导部分逐渐增大,因此导致了整体热导率随着掺杂浓度的增加而增大,退火态热导率随着N含量的增加而降低,是由于在结晶态下,GST薄膜的晶格热传导大大增加,同时薄膜中的自由电子(空穴)增多,电子热传导也随之增大。N元素的加入增加了缺陷浓度,导致对载流子的散射增加,缺陷浓度越大,对于声子和自由电子的散射越大,因此,随着N含量的增加,热导率反而减小。(本文来源于《江苏科技大学》期刊2018-04-22）
李鸽子,陈小刚,陈后鹏,焦圣品,宋志棠[9]（2018）在《支持逻辑电路辅助计算的相变存储系统设计》一文中研究指出设计了一种支持逻辑电路辅助计算的相变存储系统,将计算密集型任务卸载至基于逻辑电路的相变存储器(PCM)中,以解决由于大量数据迁移而造成的传输瓶颈问题;同时,利用逻辑电路的并行执行能力来实现对数据的高效处理,并利用PCM的独特优势来提高系统的整体性能.结果表明,所提出的相变存储系统比传统的数据处理方式的性能更佳.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2018年01期）
本报,黄辛[10]（2018）在《新型相变存储材料重大发现引领产业发展》一文中研究指出中科院上海微系统与信息技术研究所联合中芯国际集成电路制造有限公司，选择以嵌入式相变存储器（PCRAM）为切入点，经过十余年的研究，在存储材料筛选、存储芯片设计、PCRAM的基础制造技术等方面取得系列重要突破。2017年12月15日，这一重要成果发表于国际(本文来源于《中国科学报》期刊2018-01-08）
相变存储论文开题报告
（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：
近日,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室、材料科学与工程学院微纳中心张伟教授课题组联合中科院上海微系统与信息技术研究所、美国约翰霍普金斯大学科研人员设计了新型钪锑碲合金,将相变存储器的读写速度提升十余倍并达到亚纳秒级别。据介绍,就如何调节钪锑碲的化学成分以达到器件最优性能的问题,研究人员针对钪锑碲合金的二元
（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。
相变存储论文参考文献
[1].吴卫华,翟继卫.纳米复合多层ZnSb/GeSb相变存储薄膜的性能与结构研究[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[2]..相变存储材料设计取得进展[J].油气地球物理.2019
[3]..西安交大等在相变存储材料设计领域取得重要进展[J].家电科技.2019
[4].王玉菡,曾自强,王玉婵,王月青.Ge_2Sb_2Te_5相变存储单元有源区对RESET电流影响的研究[J].固体电子学研究与进展.2019
[5].向书涛.外磁场作用下GeTe/Sb_2Te_3超晶格相变存储单元器件特性研究[D].华中科技大学.2019
[6].陈念科.相变存储半导体的电子规律与存储过程的第一性原理研究[D].吉林大学.2018
[7].孙川希.相变存储用Al_(0.7)Sb_2Te_3合金靶的制备及性能研究[D].北京有色金属研究总院.2018
[8].周次郎.Sb_2Te_3,Sb_2Te和N掺杂GST薄膜相变存储薄膜热传导机理研究[D].江苏科技大学.2018
[9].李鸽子,陈小刚,陈后鹏,焦圣品,宋志棠.支持逻辑电路辅助计算的相变存储系统设计[J].上海交通大学学报.2018
[10].本报,黄辛.新型相变存储材料重大发现引领产业发展[N].中国科学报.2018