钙钛矿氧化物薄膜的阻变机制及室温低场阻变式存储器研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    60976016
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    张伟风
  • 依托单位：
    河南大学
  • 学科分类：
    F0401.半导体材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

阻变式存储器由于具有低操作电压、低功耗、高写入速度、耐擦写、非破坏性读取、保持时间长、结构简单、与传统CMOS工艺相兼容等优点被认为是一类具有前瞻性的下一代非挥发性存储器。然而，至今尚未明确的电阻开关机理严重制约了其进一步的研发和应用。本项目采用激光分子束外延、脉冲激光沉积等薄膜技术生长并构造基于钙钛矿氧化物薄膜的叠层结构半导体器件，利用特色的测试平台即I-V测试、电化学阻抗谱、原子力显微术、铁电测试等手段在室温、低场激励下详细研究以钙钛矿氧化物为功能层材料的单/双层结构器件的阻变和存储特性，通过对多种钙钛矿结构氧化物材料进行系统和配套研究，确定合适的、存储性能优良的电致阻变材料及器件结构，获得具有稳定的室温低场电阻开关特性的阻变式存储器，并从理论和实验上综合考虑材料能带结构、电磁输运、电子强关联作用等多种物理因素来深刻揭示阻变机理，为阻变式存储器的进一步研发和应用提供材料和基础。

结项摘要

钙钛矿氧化物薄膜的阻变机制与阻变器件研究是近年来信息科学领域里的热点课题之一。本项目利用脉冲激光沉积(PLD)技术制备了SrTiO3、La0.67Ca0.33MnO3、Pr0.67Sr0.33MnO3等几种重要的钙钛矿氧化物薄膜，并采用溅射方法制作三明治或肖特基器件如Au/SrTiO3/Pt、Au/SrTiO3/Ti、Au/La0.67Ca0.33MnO3/SrTiO3/F:SnO2、In/Nb:SrTiO3，利用I-V方法和电化学阻抗谱技术研究样品的阻变行为和存储特性，并揭示钙钛矿材料电致电阻变换的物理机制，并通过对几种钙钛矿结构氧化物材料进行系统研究，确定了存储性能优良的阻变材料及器件结构，获得了具有稳定的室温低场电阻开关特性的阻变式存储器。还研究了Cu:ZnO薄膜的电致阻变行为。.在Au/SrTiO3/Pt中发现了共存的双极和单极电阻开关，基于I-V 分析，双极性和单极性开关机制被分别确定为类体相的空间电荷限制导电和导电丝的形成与中断机制，并且发现双极性与单极性模式之间的转换是可逆的。与双极性电阻开关比，单极性阻变在低电阻态有很大的电阻开关比(>103)和线性的 I-V关系，采用单极性电阻开关材料 SrTiO3薄膜组成忆阻器，成功执行了实质蕴含(IMP)运算。.具有不同金属-半导体接触的In/Nb:SrTiO3电阻开关行为研究表明，具有一个肖特基势垒的器件表现出一个正常的双极性电阻开关行为，而具有两个肖特基势垒的器件则显示出一个反常的双极性行为。分析发现，载流子在金属电极-半导体界面附近的注入和捕获与退捕获是和器件的电阻开关行为密切相关的。.利用电化学工作站研究了Au/La0.67Ca0.33MnO3/SrTiO3/F:SnO2体系的电脉冲诱导的电阻开关行为，利用 AC 阻抗测量技术揭示了与界面相关的电阻开关特性，观察到 Faradic电荷转移行为，得到高达13000%的高阻与低阻比。这个大的电阻变化被归因于Au-La0.67Ca0.33MnO3界面处局域电化学反应引起的电荷与质量转移。Au/ZnO/FTO和Au/ZnO:Cu/FTO两种三明治结构在室温电场作用下均显示出双极可逆阻变特性；Cu掺杂使ZnO 薄膜的开关比大幅增加，I–V曲线拟合结果显示是由 Schottky结界面机制产生的高低阻态引起的。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Improved cycling performance of 5 V spinel LiMn1.5Ni0.5O4 by amorphous FePO4 coating
非晶 FePO4 涂层改善 5 V 尖晶石 LiMn1.5Ni0.5O4 的循环性能
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2012.07.058
  • 发表时间：
    2012-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Liu, Dilong;Bai, Ying;Zhang, Weifeng
  • 通讯作者：
    Zhang, Weifeng
Investigation of electrochemical performances of ZnFe2O4 prepared by solid state and hydrothermal method
固相水热法制备ZnFe2O4的电化学性能研究
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
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    1
  • 作者：
    Bai Ying;Ding Ling-Hong;Zhang Wei-Feng
  • 通讯作者：
    Zhang Wei-Feng
Homogeneous interface-type resistance switching in Au/La0.67Ca0.33MnO3/SrTiO3/F:SnO2 heterojunction memories
Au/La0.67Ca0.33MnO3/SrTiO3/F:SnO2 异质结存储器中的均匀界面型电阻切换
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/21/4/047301
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Zhang Ting;Ding Ling-Hong;Zhang Wei-Feng
  • 通讯作者：
    Zhang Wei-Feng
包覆碳掺CoLiFePO_4正极的电化学性能研究
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    电化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    白莹;杨觉明;卿春波;张伟风
  • 通讯作者：
    张伟风
Effect of incorporating copper on resistive switching properties of ZnO films
掺入铜对 ZnO 薄膜阻变特性的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2012.01.035
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Jia, C. H.;Dong, Q. C.;Zhang, W. F.
  • 通讯作者：
    Zhang, W. F.

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以ZnO为沟道层的薄膜晶体管制备研究
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    张景文
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  • 通讯作者：
    张伟风
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  • 发表时间：
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  • 通讯作者：
    张伟风
退火温度对ZnO薄膜晶体管电学性能的影响
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  • 作者：
    焦洋;张新安;翟俊霞;喻先坤;丁玲红;张伟风
  • 通讯作者：
    张伟风

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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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