一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法技术

本发明专利技术公开一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法，具体包括以下步骤：以阻变层作为氧化锌阻变存储器的研究对象，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，构建ZnO单晶胞模型，在此基础上将ZnO单晶胞模型向A、B、C三个方向扩展得到3

【技术实现步骤摘要】
一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法


[0001]本专利技术属于阻变存储器性能研究
，涉及一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法。

技术介绍

[0002]网络、大数据、电子信息技术的发展使得我们的生活更加方便快捷，但这伴随着全球的数据生产量的飞速增长带来的如信息爆炸等问题，因此用于数据存储的存储器有巨大的应用前景，但这也给存储器领域带来了严峻的挑战。氧化锌(ZnO)被誉为最有潜力的电阻存储材料，其导电细丝的形成和断裂控制着数据的写入和擦除。导电细丝的形成伴随着晶体结构及原子迁移势垒的变化。在外加电压作用下的介质层材料能够产生高、低两种阻值状态的转化，由此保障器件的存储功能快速、可靠的完成。
[0003]氧化锌阻变存储器件虽然化学性质稳定并且易于制备、存储可靠性强，但是它存在着大量的本征缺陷、器件工作机理尚不明确，并且性能不是非常稳定、开关比相对较低。而氧化锌阻变存储器中不同原子的浓度与阻变存储器中氧空位的浓度是有直接关系的，氧空位的浓度会导致阻变存储器中导电细丝的形成，最终影响高低阻态改变能态结构，造成阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：以阻变层作为氧化锌阻变存储器的研究对象，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，构建ZnO单晶胞模型，在此基础上将ZnO单晶胞模型向A、B、C三个方向扩展得到3
×2×
2的ZnO超晶胞模型及2
×2×
1的ZnO超晶胞模型，在超晶胞模型上构建空位缺陷态，得到五种氧化锌阻变层模型，基于第一性原理方法使五种氧化锌阻变层模型体系能量降到最低、结构最优，实现氧化锌阻变存储器性能优化。2.如权利要求1所述的一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，设置晶胞常数和晶格参数，包括ZnO晶胞模型的晶格常数和晶胞尺寸；步骤2，针对设置的晶格参数，选取广义梯度近似关联函数GGA作为适应于模型的最优关联函数；步骤3，构建ZnO单晶胞模型，将ZnO单晶胞模型向A、B、C三个方向扩展得到3
×2×
2的ZnO超晶胞模型及2
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1的ZnO超晶胞模型，在超晶胞模型上构建Zn空位缺陷态及O空位缺陷态，得到共五种氧化锌阻变层模型；步骤4，通过广义梯度近似关联函数GGA对五种氧化锌阻变层模型结构进行计算，并采用BFGS算法对模型进行几何优化，得到氧化锌阻变层优化模型；步骤5，计算体系结构稳定的氧化锌阻变层优化模型，得到不同空位浓度下晶格常数以及晶胞结构的变化，利用GGA通过第一性原理计算氧化锌阻变层优化模型的能带结构、电子态密度以及电子局域函数，并得到缺陷体系电子局域密度图和无缺陷体系的电子局域密度图；步骤6，结合缺陷体系与无缺陷体系的电子局域密度图选择与实际值吻合的阻变层的受主缺陷与施主缺陷浓度，得到最利于导电细丝形成的最佳浓度，从而使氧化锌阻变存储器的性能达到最优。3.如权利要求2所述的一种基于不同空位浓度的氧化锌阻变存储器性能优化方法，其特征在于，所述步骤3具体为：在3
×2×
2ZnO超晶胞模型及2
×2×
1ZnO超晶胞模型上分别构建Zn空位缺陷，得到Zn
0.9583
O、Zn...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，王诗楠，王涛，施荣，李宁，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：