李国强，魏建红*，刘 雍，熊 锐，卢志红

(1.武汉大学 物理科学与技术学院，湖北 武汉 430072；2.武汉科技大学 材料与冶金学院，湖北 武汉 430081)

0 引言

阻变存取存储器(RRAM)由于其简单的三层结构、更高的集成水平以及尺寸更加小型化的特点，被认为是下一代中极具应用潜力的非易失性存储器.然而,当前的RRAM存在严重电流串扰问题,导致了信息的误读[1-3].因此，为了抑制串扰电流，需要连接一个阈值开关器件(TS)[4-6].

钒氧化物(VOx)由于其丰富的钒/氧化学计量比以及各种相(如V2O5、VO2、V2O3、V6O13等)的不同特性，是一种多功能材料.VOx在催化[7]、传感器[8]、储能[9]、电致变色[10]和自旋电子器件[11]等方面有广泛应用.此外，VOx由于其金属-绝缘体转变(MIT)行为，在转变前后电阻具有几个数量级的变化，可用于电阻式开关器件领域[12].很多研究已经证明，基于VOx的器件具有非挥发性双极电阻开关(bipolar resistance switching，BRS)特性[13]和挥发性阈值开关(Threshold Switching，TS)特性[14].特殊的是，基于VOx薄膜的TS器件具有较高的开关比(ION/IOFF)、较快的转换速度.因此，VOx被认为是制备高性能TS器件的有希望的候选材料之一.

1 实验部分

1.1 样品制备

第一步：使用直流(DC)磁控溅射方法沉积下电极(Pt)层，其厚度约为150 nm.

第二步：利用PLD法将VOx薄膜沉积在Pt/SiO2/Si衬底上.使用直径为50 mm，厚度为3 mm的VO2陶瓷靶材(纯度为99.9%)来沉积VOx薄膜阻变层.在沉积之前，将腔室的本底气压设定为8.0×10-5Pa，靶材和基底之间的距离保持在5 cm.使用氟化氪(KrF，λ=248 nm)激光器产生足够的能量激发靶材的离子沉积到衬底上，条件：频率为6 Hz;能量500 mJ;脉冲的次数为8 000次.沉积过程中的通入氧气，气压……