阻变效应的光场调控规律及机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61704178
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0408.新型信息器件
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Resistive random access memory (RRAM) is a very promising high-speed, high-density and low-power nonvolatile memory candidate. The data are usually recorded via reversible formation and rupture of nano conducting filaments in storage media. However, nano conducting filaments are intrinsically metastable at room temperature, making RRAM almost impossible to own low-power operation and long-time data retention simultaneously. To solve this issue, we propose the modulation of resistive switching effect by light and plan to research it based on RRAM devices using BiFeO3 films with good resistive switching and photoelectric characteristics as storage media. The research will start with the fabrication of BiFeO3-based RRAM devices with various configurations, sizes and microstructures. Then, by systematically characterizing their resistance evolutions under different electric field and light loading methods, ion transport processes and redox reactions in these devices will be revealed, and the effects of light on resistive switching as well as data retention characteristics of these devices and related mechanisms will be clarified. Finally, a light loading method that enables RRAM to own low-power operation and long-time data retention simultaneously is expected to be developed. These results would provide a theoretical basis and guide for performance enhancement of RRAM.
阻变存储器是一种有前途的高速、高密度和低功耗的新型非易失性存储技术。通常,阻变存储器基于存储介质中纳米导电细丝的可逆通断实现数据存储,但纳米导电细丝为本征的室温亚稳态相,使得阻变存储器难以兼具低擦写功耗和高稳定数据保持特性,严重制约了其综合性能。针对这一问题,本项目提出“利用光场来调控阻变效应”,拟选用兼具优异阻变与光电特性的铁酸铋薄膜作为存储介质构建阻变器件,通过系统表征不同电场、光场加载方式下各种构型、尺寸以及微结构器件的电阻状态演化过程,澄清电场、光场协同作用下固体介质中的离子输运与氧化还原反应过程,阐明光场对器件阻变过程与数据保持特性的调控规律和机理,进而发展出使得器件兼具低擦写功耗和高稳定数据保持特性的光场加载方式,为阻变存储器的综合性能优化提供理论依据和指导。

结项摘要

针对大数据、人工智能等新兴信息技术发展对新型高密度和多功能信息存储器的迫切需求,本项目以阻变存储器为研究对象,通过选用光敏半导体介质构建器件,研究了光、电协同调控器件阻变特性的规律和机理,并探索了器件在高密度存储和神经功能仿生方面的潜在应用,代表性进展包括:(1)设计制备了“ITO/Nb:SrTiO3”异质结光电阻变器件,具有可电调控的部分易失性光响应特性,由此实现了人眼视觉功能仿生;(2)设计制备了“ITO/CeO2–x/Pt”三明治结构的光电阻变器件,具有可电调控的光激励阈值响应特性,由此实现人眼光痛觉功能仿生;(3)设计制备了具有稳定电导量子化效应的“Pt/HfOx/ITO”阻变器件,观测到了以0.5倍单原子接触电导为间隔的连续32个量子电导态,可望用于5bit/cell的超高密度数据存储。相关结果可为我国发展具有自主知识产权的高密度和多功能信息存储材料与器件提供重要的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Controllable and Stable Quantized Conductance States in a Pt/HfOx/ITO Memristor
Pt/HfOx/ITO 忆阻器中可控且稳定的量化电导状态
  • DOI:
    10.1002/aelm.201901055
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Electronic Materials
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wuhong Xue;Yi Li;Gang Liu;Zhuorui Wang;Wen Xiao;Kemin Jiang;Zhicheng Zhong;Shuang Gao;Jun Ding;Xiangshui Miao;Xiao-Hong Xu;Run-Wei Li
  • 通讯作者:
    Run-Wei Li
柔性阻变存储材料与器件研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢颖;陈威林;高双;李润伟
  • 通讯作者:
    李润伟
Recyclable Liquid Metal-Based Circuit on Paper
可回收液态金属纸电路
  • DOI:
    10.1002/admt.201800131
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Li, Fali;Qin, Qin;Li, Run-Wei
  • 通讯作者:
    Li, Run-Wei
Controlled Construction of Atomic Point Contact with 16 Quantized Conductance States in Oxide Resistive Switching Memory
氧化物电阻开关存储器中16个量化电导态原子点接触的受控构建
  • DOI:
    10.1021/acsaelm.9b00191
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Chen, Qilai;Liu, Gang;Li, Run-Wei
  • 通讯作者:
    Li, Run-Wei
Stretchable and Twistable Resistive Switching Memory with Information Storage and Computing Functionalities
具有信息存储和计算功能的可拉伸和可扭转的电阻开关存储器
  • DOI:
    10.1002/admt.202000810
  • 发表时间:
    2020-11-20
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Lu, Ying;Gao, Shuang;Li, Run-Wei
  • 通讯作者:
    Li, Run-Wei

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其他文献

基于能量有限元法的损伤板结构振动分析
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2017.11.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王迪;朱翔;李天匀;高双;衡星
  • 通讯作者:
    衡星
部分浸没悬臂平板的声振特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金晖;朱翔;李天匀;高双
  • 通讯作者:
    高双
阳离子迁移型阻变存储材料与器件研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    高双;曾飞;宋成;潘峰
  • 通讯作者:
    潘峰
冻融作用下东北黑土区不同土地利用类型土壤抗冲性研究
  • DOI:
    10.13870/j.cnki.stbcxb.2015.06.013
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高双;贾燕锋;范昊明;李光南
  • 通讯作者:
    李光南
基于恒温差的热膜风速测量方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈晨;丁喜波;董珊珊;高双
  • 通讯作者:
    高双

其他文献

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高双的其他基金

阻变存储器中磁性原子点接触的可控构建及输运特性研究
  • 批准号:
    61974179
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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