王剑宇，王 立

(南昌大学物理学系，江西 南昌 330031)

近年来，能够实现阻值转换的忆阻器引起了研究者广泛的兴趣，在存储器件及仿神经网络计算等方面有着重要的应用[1-4]。早在1961年Hickmott就研究报导了SiOx、Al2O3、Ta2O5、ZrO2以及TiO2五种氧化物薄膜中的阻值转换现象[5]，之后更多材料也被证明存在类似的阻值转换效应[6-8]。随着对于非Si材料存储器件研究的兴起，关于这类材料在存储器件的应用重新引起了人们的兴趣。2008年，Strukovd等人把普遍存在的电阻转变现象与蔡少棠1971年理论上提出的忆阻器[9]联系起来，制备得到了基于TiO2材料的忆阻器器件[10]。由于这类忆阻器高扩展性，低功耗以及和传统CMOS工艺兼容的特点，被广泛应用于存储器件、模拟逻辑电路以及模拟神经网络等方面[11-13]。金属氧化物作为一类具有阻值转换现象的材料，在忆阻器的制备中有着重要的应用[14-16]。本文通过制备基于Al2O3材料的忆阻器器件，测试并研究其忆阻器的阻值转换性能，探索并证实了氧空位在高阻态与低阻态间转换中的重要作用，对于忆阻器器件的生长制备及应用有着重要的意义。

1 实验方法

1.1 Al2O3忆阻器制备方法

本文的Al2O3忆阻器是制备是基于SiO2/Si衬底得到的。在制备过程中，首先通过酒精及丙酮清洗并超声得到洁净的SiO2/Si片衬底(2×2 cm)。然后，利用掩模版并通过电子束蒸发的方法在衬底上蒸镀得到厚度约为80 nm的条形Pt下电极。这里，为了避免Pt电极脱落，在蒸镀Pt之前先蒸镀约20 nm厚的TiN以增强和衬底之间的黏附作用。在Pt电极蒸镀完成后，通过原子层沉积方法(atomic layer deposition,ALD)生长约20 nm厚的Al2O3薄膜。……