飞秒激光制备基于Ge2Sb2_xBixTe5(x=0,0.2) 材料忆阻器的研究

• 作者: 史胜 戴阳 易成汉 杨兵 杨春雷 王恒 黄建平
• 来源期刊: 集成技术
• 学科: 工学
• 关键词: GST/GSBT 飞秒激光 电阻切换比 忆阻器
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 新能源新材料
• 页码范围: 48-64
• 页数: 17页
• 分类号: TN389
• 字数: 10301字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20190805001

摘要

忆阻器作为除电阻、电容、电感外的第四种电路元件,具有非易失性的记忆特征,有望成为类脑计算电路的基础元件.相对于传统互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,其在开关性能和工艺尺寸等方面仍需进一步提升.Ge2Sb2-xBixTe5(x=0,0.2)材料在热效应下可进行可逆相变,也可在飞秒激光处理下进行结晶.该文提出基于Ge2Sb2-xBixTe5(x=0,0.2)一维纳米线结构的忆阻器,为实现高性能与高集成度的类脑电路提供了基础.首先,利用X射线衍射分析、拉曼散射、扫描电子显微镜、原子力显微镜、霍尔效应测试等技术对Ge2Sb2-xBixTe5(x=0,0.2)材料进行了分析.结果显示,少量铋(Bi)元素的掺杂可以降低材料的结晶温度,提高电阻率及材料的相变结晶速度,而晶格结构未改变.然后,在对材料表征的基础上,利用自制的飞秒激光纳米加工系统制备了宽度为500 nm的Ge2Sb2-xBixTe5(x=0,0.2)纳米带.最后,设计并制备了完整的Ag/Ge2Sb2-xBixTe5/Ag忆阻器,其电阻开关比可达～7400,稳定循环了60圈,保持了3250 s.