硫系化合物相變存儲(chǔ)材料結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、信息技術(shù)的飛速發(fā)展要求存儲(chǔ)器必須具有存儲(chǔ)密度高、速度快、不揮發(fā)和能耗低等特點(diǎn)。目前的主流存儲(chǔ)技術(shù)Flash以其讀寫速度慢、擦寫次數(shù)相對(duì)較少和制備工藝瓶頸的局限不再適合未來存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展要求。基于硫系化合物的相變存儲(chǔ)器(Phase—changeRandomAccessMemory，簡稱PRAM)具有不揮發(fā)性、循環(huán)壽命長(大于1012次)、功耗低、讀寫速度快、抗輻射以及和現(xiàn)有的CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前存儲(chǔ)器領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。

2、盡管相變存儲(chǔ)技術(shù)在近幾年取得了飛速發(fā)展，但是器件Reset電流過大一直是阻礙其商業(yè)化的主要問題之一。當(dāng)前解決Reset電流過大的研究主要集中在兩個(gè)方面：一方面是縮小存儲(chǔ)單元的尺寸，減小相變區(qū)域相變部分的體積，由此我們引入納米技術(shù)，研究制備出適合PRAM的相變納米材料，可以減小器件儲(chǔ)存單元的幾何尺寸，從而實(shí)現(xiàn)PRAM的高密度儲(chǔ)存；另一方面是開發(fā)新型相變存儲(chǔ)材料，優(yōu)化材料性能。 本文從制備適合PRAM的相變納米材料方面著手，采用水熱

3、法制備出Sb2S3和Sb2Se3納米棒；在開發(fā)新型相變存儲(chǔ)材料方面，制備出Ge—Bi—Te(GBT)系列塊體材料。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下： (1)以SbCl3和Na252O3為反應(yīng)物，用水熱合成法成功的制備了直徑約100～500nm，長為幾十微米的單晶納米棒。通過EDS、SEM、XRD和TEM對(duì)產(chǎn)物的成份、形貌和結(jié)構(gòu)分析顯示納米棒是Sb2S3化合物，屬正交晶系，晶體沿[001]方向生長，在此基礎(chǔ)上對(duì)納米棒的形成機(jī)理和相關(guān)性能進(jìn)行

4、了研究。 (2)以SbCl3和Na2Se2O3為反應(yīng)物，以氨水為溶液的PH值調(diào)節(jié)劑，聚乙烯醇為表面活化劑，采用水熱合成法成功的制備了直徑約200nm，長為幾十微米整齊均一的納米棒，樣品的XRD分析顯示，納米棒為正交晶系的Sb2Se3晶體。此外就反應(yīng)溫度、時(shí)間和溶液PH值等對(duì)納米棒形貌的影響進(jìn)行了分析，并對(duì)產(chǎn)物的形成機(jī)理和相關(guān)性能做了初步的探究。 (3)采用固相反應(yīng)法合成了Ge—Bi—Te系列塊體材料。對(duì)所合成的Ge—Bi