施主和受主掺杂SrTiO3单晶的阻变机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11404093
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2004.凝聚态物质电子结构
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The optical and Electrical properties of perovskite SrTiO3 is easily modulated through doping, so there are a wide range of potential applications in the preparation of the novel nonvolatile resistive switching memory. However, so far the resistive switching mechanism is not clear. Studied have shown that interfacial barrier and oxygen vacancied often exist in the SrTiO3 resistive devices, however, the donor doped SrTiO3 resistive change resulting from the interface barrier, and acceptor doped SrTiO3 resistance change is from conductive filament of oxygen vacancies. This has seriously hampered the further development and application. To solve the problem, this project intends to study SrTiO3 single crystal doped with different element, and a comprehensive analysis of the oxygen vacancies and interfacial barrier during resistance switching process. The main work carried out: (1)using magnetron sputtering and dual-chamber multiple evaporation coating deposited metal electrode on SrTiO3 single crystal, and constructing the metal electrode by a photolithography technique; (2)study the impact of interface and defects on resistive performance; (3) the combination of electrical, spectra and band theory calculations reveal the physical process and the microscopic mechanism. The implementation of this project for the development of high performance resistance-change memory to provide a theoretical basis and scientific guidance.
钙钛矿结构SrTiO3易通过元素掺杂调制其光电性能,在制备新型非易失性阻变存储器方面有潜在应用价值。然而至今其阻变机制尚不明确,研究表明界面势垒和氧空位常共同存在于SrTiO3阻变器件中,然而施主掺杂SrTiO3的阻变一般归因于界面势垒改变,而受主掺杂SrTiO3的阻变归因于氧空位导电细丝的形成和断裂。尚未明确的阻变机理严重制约了其研发和应用。针对该问题,本项目拟以不同元素掺杂的SrTiO3单晶为研究对象,综合分析"金属/SrTiO3"结构器件的阻变过程中氧空位和界面势垒所起作用。主要开展工作为:(1)采用磁控溅射和双室多元蒸发镀膜技术在SrTiO3单晶上沉积金属,并通过光刻技术构筑电极图形;(2)研究界面势垒、缺陷等对阻变性能的影响;(3)结合光电测试及理论分析,建立界面势垒、氧空位和阻变机制之间的有机联系和清晰完整的理论模型。本项目的实施将为研发高性能阻变存储器提供理论依据和科学指导。

结项摘要

本项目通过研究不同元素掺杂SrTiO3 (STO)的光电性能,揭示了Pt/STO结的界面势垒是影响阻变的关键因素。根据EPR和Raman结果,确定了掺杂STO单晶表面存在氧空位缺陷,其可作为电子俘获中心;同一种元素掺杂的STO,其缺陷的浓度随掺杂量的增大而增大。Pt/NdSTO/In器件的光电性能表明该器件具有多级存储,且光照下具有开路电压,阻态越高所对应的开路电压越大;这表明阻变由Pt/NdSTO界面势垒宽度和高度的变化引起,缺陷俘获去俘获电子是界面势垒改变的原因。Pt/NbSTO/In的研究结果表明0.7wt% NbSTO比0.05wt% NbSTO具有更稳定的阻态和大的开关比,证明调控界面缺陷浓度和内建电场可提高阻态稳定性和可区分度。对Pt/FeSTO/NbSTO/In器件,C-V结果表明存在带正电的界面缺陷态,缺陷态的充放电致使界面势垒改变,从而引起阻变存储;对比0.05wt%和0.7wt%NbSTO两种衬底所对应器件,前者具有更大的阻值,有效降低了器件功耗。.以上对多种元素掺杂STO的研究结果表明,Pt/STO结的阻变由界面势垒的改变所致,而界面势垒的改变是由界面缺陷俘获去俘获电子引起;调控内建电场和缺陷浓度可有效提高阻态稳定性、可区分度以及降低功耗等,从而有效改善存储性能。这些研究结果为研发高性能阻变存储器提供了直接理论依据和科学指导。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Effect of reaction atmosphere on photodeposition of Pt nanoparticles and photocatalytic hydrogen evolution from SrTiO3 suspension system
反应气氛对Pt纳米颗粒光沉积和SrTiO3悬浮体系光催化析氢的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2017.09.074
  • 发表时间:
    2018-03-08
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Chen, Haidong;Zhang, Feng;Li, Guoqiang
  • 通讯作者:
    Li, Guoqiang
Bias Polarity-Dependent Unipolar Switching Behavior in NiO/SrTiO3 Stacked Layers
NiO/SrTiO3 堆叠层中偏压极性相关的单极开关行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Xianwen Sun;Caihong Jia;Xiansheng Liu;Guoqiang Li;Weifeng Zhang
  • 通讯作者:
    Weifeng Zhang

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其他文献

Au/STO/Pt三明治结构阻变存储器性质研究
  • DOI:
    --
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    --
  • 期刊:
    电子元件与材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史自鸿;孙献文;丁玲红;张伟风
  • 通讯作者:
    张伟风

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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