金属掺杂改善HfO_(2)阻变存储器(RRAM)氧空位导电细丝性能

作     者：王菲菲 代月花 卢文娟 鲁世斌 汪海波 万丽娟 蒋先伟 WANG Feifei;DAI Yuehua;LU Wenjuan;LU Shibin;WANG Haibo;WAN Lijuan;JIANG Xianwei

作者机构：安徽大学电子信息工程学院安徽合肥230601 电子信息系统仿真设计安徽省重点实验室合肥师范学院安徽合肥230601 光电探测科学与技术安徽高校联合重点实验室合肥师范学院安徽合肥230601 

出 版 物：《材料科学与工程学报》 (Journal of Materials Science and Engineering)

年 卷 期：2021年第39卷第3期

页      面：445-451页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：安徽省高等学校自然科学研究资助项目(KJ2016A574) 安徽省高等学校自然科学研究重点资助项目(KJ2019A0714) 合肥师范学院校级质量工程资助项目(2018jy08) 电子信息系统仿真实验室仿真设计安徽省重点实验室开放基金资助项目(2020ZDSYSYB02) 

主　　题：阻变存储器 氧空位 导电细丝 掺杂 第一性原理 

摘      要：本研究采用金属掺杂的方式调控氧空位导电细丝的电子结构以获得更好的器件性能。计算了HfO_(2)体系中四组氧空位的形成能,得到V_(O4)-V_(O23)-V_(O34)-V_(O46)最易形成的氧空位簇;分波电荷态密度进一步表明在[010]晶向上电荷聚集形成导电通道。另外,研究了Ag、Mg、Ni、Cu、Al、Ta、Ti掺杂对该缺陷体系电子结构的影响,显示Ni与其它金属相比,在共缺陷体系中最易形成,体系最稳定;V_(O)-Ni共缺陷体系中导电细丝最均匀,最高等势面值最大,证明导电细丝最易形成;V_(O)-Ni之间相互作用能为-2.335eV,表明缺陷相互吸引;金属Ni具有很强的局域电子能力。