二硫化锡纳米片阻变存储器的制备与性能

赵 婷 坚佳莹 董芃凡 冯 浩 南亚新 常芳娥

(1西安工业大学材料与化工学院，西安 710021)

(2西安工业大学电子信息工程学院，西安 710021)

(3陕西省光电功能材料与器件重点实验室，西安 710021)

0 引 言

随着云服务、智能手机、平板电脑等信息技术的快速发展，人们对高性能、高密度、低功耗、短访问时间的存储设备的需求日益迫切[1]。目前为止，基于新材料和结构设计的突破已经很多，如铁电存储器(ferroelectric random access memory，FRAM)和阻变存储器(resistant random access memory，RRAM)[2⁃6]。其中，由于RRAM具有简单的夹层结构、高的存储密度和优异的耐久性等诸多优点，被认为是下一代非易失性存储器的理想选择[7⁃9]。RRAM由上下2个金属电极(如Cu、Ag)与中间的阻变层组成。在一些阻变层材料中，如金属氧化物(TiO2、NiO、HfO2、ZnO、Fe2O3、多铁磁BiFeO3)、二维过渡金属硫族半导体材料(MoS2、MoSe2、WS2、WSe2)、有机半导体、复合微粒子等中都有阻变现象发生[10⁃17]。

研发合适的阻变介质材料来改善阻变存储器的特性是一个重要的研究方向。二维过渡金属硫族半导体材料(transition⁃metal dichalcogenide，TMDs)具有以下优点：层内拥有强的共价键，而层间存在较弱的范德瓦尔斯力，这使得TMDs可以很容易剥离，同时材料的层数与电子性质密切相关，层数不同会导致二维材料的带隙有所差异；单层二维材料的厚度小于1 nm，这对半导体产业的高密度集成有很大的优势；TMDs优异的柔韧性和抗弯曲性使其在柔性电子器件中也有很好的应用[17⁃18]。Zhai等报道了一种以MoS2⁃UCNPs纳米材料作为活性层的RRAM器件，其表现出一定的存储性能，但器件的工作电压(±5 V)较高，无法实现低功耗应用[19]。Sun等研究……