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| 編輯推薦： |
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《阻变存储器材料与器件》适合于材料、微电子、物理、化学等领域从事存储器器件和材料研究的科研人员、技术开发人员参阅，也适合于上述专业的大专院校的师生作为专业课的参考书。
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| 內容簡介： |
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《阻变存储器材料与器件》系统地介绍了阻变存储器材料与器件，包括各种类型阻变存储器的电阻转变机理、制备工艺、测试方法及性能表征。《阻变存储器材料与器件》共分为7章，第1章从存储器发展的现状和前景出发，分析了各类新型非易失性存储器的优点和不足，介绍了阻变存储器的优良特性和应用前景。第2章介绍了阻变存储器的基本概念和基本分类方法。第3章介绍了不同的阻变存储器材料的特性及其制备方法。第4章从电阻转变的物理机制分类，将阻变存储器分成几大类并分别阐述各种类型阻变存储器的性能和制备特点，并指明其在应用过程中需要克服的材料和工艺问题。第5章阐述了阻变存储器性能改进的各种方法和途径。第6章在器件应用的角度讨论了阻变存储器的集成结构，阐述各类集成结构的特点和其应用条件。第7章讨论了电阻转变效应除了应用于阻变存储器之外的其它应用场合。
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| 目錄：
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前言第 1章绪论 1
1.1 存储器概述 3
1.1.1 易失性存储器 3
1.1.2 非易失性存储器 4
1.2 新型非易失性存储器的研究进展 6
1.2.1 铁电随机存储器 6
1.2.2 磁阻随机存储器 7
1.2.3 相变存储器 8
1.2.4 阻变存储器 9
参考文献 9
第 2章阻变存储器基础 12
2.1 电阻转变效应简介 12
2.2 电阻转变效应的应用领域 14
2.2.1 阻变随机存储器 14
2.2.2 可编程逻辑电路 14
2.2.3 人工神经网络模拟 15
2.3 阻变存储器的基本结构 15
2.4 阻变存储器的性能参数 16
2.5 阻变存储器的发展历程与研究现状 18
参考文献 21
第 3章阻变存储器的材料体系及制备方法 23
3.1 阻变介质材料 23
3.1.1 介质材料概述 23
3.1.2 二元氧化物 25
3.1.3 三元及多元氧化物 29
3.1.4 硫族固态电解质 30
3.1.5 其他无机材料 31
3.1.6 有机介质材料 32
3.2 电极材料 34
参考文献 35
第 4章阻变存储器的电阻转变机理 40
4.1 金属导电细丝型阻变存储器 40
4.1.1 基本特征 40
4.1.2 金属导电细丝型阻变存储器的材料体系 42
4.1.3 金属导电细丝的表征 82
4.1.4 导电细丝的形状和生长方向 93
4.1.5 导电细丝型阻变存储器的小型化潜力 102
4.2 氧空位导电细丝型阻变存储器 103
4.2.1 基本特征 103
4.2.2 典型的氧空位导电细丝型阻变存储器 105
4.2.3 电初始化过程 138
4.2.4 电极与界面的影响 146
4.3 界面势垒调节型阻变存储器 148
4.3.1 基本特征 148
4.3.2 接触电阻的本质 149
4.3.3 耗尽层宽度的变化 151
4.3.4 电阻转变区域 151
4.3.5 氧空位的作用 153
4.4 电荷俘获释放型阻变存储器 155
4.4.1 基本特征 155
4.4.2 界面陷阱型 156
4.4.3 纳米插入层陷阱型 157
4.4.4 均匀分布陷阱型 164
4.5 电致热化学转变型阻变存储器 166
4.5.1 氧化物中的热化学转变 167
4.5.2 有机物中的热化学转变 170
4.6 其他类型的阻变存储器 171
4.6.1 无机物中独特的电阻转变类型 171
4.6.2 有机物中独特的电阻转变类型 174
参考文献 176
第 5章阻变存储器的性能优化 188
5.1 介质材料的掺杂改性 188
5.1.1 氧化物阻变存储器的掺杂改性 189
5.1.2 氮化物阻变存储器的掺杂改性 202
5.2 电极工程 210
5.21 氧离子迁移型器件的电极优化 210
5.22 电极的合金化 223
5.23 电极界面形貌的修饰 226
5.3 界面工程 228
5.3.1 金属插入层对界面的调控 228
5.3.2 氧化物插入层对界面的调控230
5.3.3 其他功能层对界面的调控 232
5.4 多值存储与量子导电 234
5.4.1 不同电阻转变机制耦合导致的多值存储 235
5.4.2 调控导电细丝形态获得的多值存储 241
5.4.3 量子导电行为 244
5.5 器件结构和外围电路优化 253
5.5.1 十字交叉阵列的边缘效应 253
5.5.2 三维存储 255
5.5.3 外围电路优化 259
参考文献 260
第 6章阻变存储器的集成结构 266
6.1 二极管-电阻器 1D1R结构 268
6.2 自整流阻变存储器结构 271
6.2.1 自整流阻变存储器概述 271
6.2.2 SiOx基自整流阻变存储器 273
6.2.3 ZnO基自整流阻变存储器 277
6.2.4 自整流阻变器件在十字交叉阵列中的验证 285
6.3 互补型阻变存储器结构 286
6.3.1 互补型阻变存储器概述 286
6.3.2 电极材料对互补型电阻转变特性的影响 290
6.3.3 互补型阻变存储器的结构简化 298
6.3.4 三明治结构中的互补型电阻转变 312
6.4 选通管-电阻器 1S1R结构313
6.4.1 双向选通管器件概述 313
6.4.2 1S1R集成结构的应用实例 315
参考文献 319
第 7章电阻转变效应的其他应用 323
7.1 神经突触模拟与仿生 323
7.1.1 神经突触简介 324
7.1.2 电阻转变器件模拟神经突触 325
7.1.3 基于 InGaZnO材料的神经突触模拟 329
7.1.4 PEDOT:PSS导电行为的调控与神经突触模拟 338
7.2 电阻转变行为与其他物理现象的耦合 349
7.2.1 电阻转变效应对磁性的调制 350
7.2.2 电阻转变效应与光电效应的耦合 365
7.2.3 电阻转变器件的超导特性 368
7.3 逻辑电路应用 370
7.3.1 FPGA中的可重构开关 371
7.3.2 基于阻变器件的逻辑门 372
7.3.3 实质蕴涵逻辑门 374
参考文献 377
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| 內容試閱：
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第 1章绪论
自 20世纪 40年代第一台计算机诞生以来，现代计算机系统的结构依然基于冯·诺依曼原理，即由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五部分组成。其中，存储器 memory是计算机的记忆单元，用来存储各种程序和数据，是计算机中不可或缺的组成部分。计算机系统中的所有信息，包括原始数据、运算程序、中间运行过程和昀终结果都存放在存储器中。有了存储器，计算机才具有记忆功能，才能保证正常的工作。存储器采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息，这两种稳定状态就可以分别用来表示计算机二进制运算中的“1”和“0”。
根据数据在存储器中保存时间的长短可以把存储器分为易失性存储器 volatile memory和非易失性存储器 nonvolatile memory两大类。易失性存储器断电之后信息就会丢失，故主要用于存储短时间使用的程序，例如动态随机存储器dynamic random access memory，DRAM。而非易失性存储器在断电后仍然能保持存储的信息，如闪存flash。随着手机、数码相机等便携式电子设备的不断普及，非易失性存储器在现代人的日常生活中正扮演着越来越重要的角色。随着科学技术的进步，存储器从昀原始的打孔卡到现在已经发展出了数十种不同的形式，现今的技术手段已可以利用电、磁或光等不同类型的媒介来存储信息。在众多存储器中占据绝对主导地位的是 DRAM，它自 1967 年注册专利以来，以其存储单元设计简单、结构小巧、处理速度快 1μs，可重复擦写次数有限 Vref，此时器件存储的信息为“ 0”；在控制栅上面施加相反的电压时能够把浮栅中的电子拉出来，使得器件的阈值电压降低 Vref，这时器件存储的信息为“ 1”[8]。在 1984年，东芝公司的发明人 F. Masuoka首先提出了闪存的概念。而英特尔公司则是第一个生产闪存的公司，它们于 1988年推出了容量为 256kb的闪存芯片 [9]。英特尔发明的这类闪存被统称为 NOR型闪存。 NOR型闪存采用热电子注入的方式写入数据，而基于隧穿效应来擦除数据。第二种闪存称为 NAND型闪存，它由日立公司于 1989年研制。NAND型闪存的写入和擦除操作都是基于隧穿效应。 NOR型闪存有独立的地址线和数据线，允许随机存取操作，所以 NOR型闪存比较适合需要频繁地随机读写的场合，例如手机就是使用 NOR型闪存的大户。而 NAND型闪存的写周期比 NOR型闪存短 90%，它的删除操作的速度也相对较快。并且 NAND型闪存的存储单元只有 NOR型闪存的一半 [9]，所以 NAND型闪存非常适合于储存卡之类的大容量存储设备，主要用来存储资料而作为外部存储设备，如闪存盘与多数数码储存卡都是采用 NAND型闪存。
尽管闪存获得了巨大的成功并占据了存储器市场上昀大的份额，闪存本身仍面临着很多缺陷和难题。首先，闪存的擦写速度太慢 0.1ms，相比 DRAM10ns要慢的多 表 1.1，因此闪存只能作为辅助的存储器或者外部存储设备，不能作为计算机的主存储器。闪存的第二个严重缺陷就是其擦写电压过高 5V。全球的微电子行业已经取得了共识：标准 Si逻辑电路的操作电压正从 5V降低到 3.3V再降低
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