一种基于不同浓度金掺杂氧化镁阻变层的阻变存储器性能优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于不同浓度金掺杂氧化镁阻变层的阻变存储器性能优化方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于不同浓度金掺杂氧化镁阻变层的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
，涉及一种基于不同金掺杂浓度的氧化镁阻变存储器性能优化方法
。

技术介绍

[0002]电阻式随机存取存储器非易失性技术由于其结构简单
、
操作速度高
、
功耗低
、
维护时间长
、
非破坏性读出
、
简单的金属绝缘体金属堆叠以及与互补金属氧化物半导体技术的良好兼容性而对于下一代非常有吸引力
。
氧化镁被誉为最有潜力的电阻存储材料之一，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]氧化镁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.
一种基于不同浓度金掺杂氧化镁阻变层的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镁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
MgO
单晶胞模型，在此基础上将
MgO
单晶胞模型向
A、B、C
三个方向扩展得到2×2×1的
MgO
超晶胞模，在超晶胞模型上构建不同浓度金原子掺杂态，得到四种氧化镁阻变层模型，基于第一性原理方法使四种氧化镁阻变层模型体系能量降到最低
、
结构最优，实现氧化镁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镁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
MgO
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
MgO
单晶胞模型，将
MgO
单晶胞模型向
A、B、C
三个方向扩展得到2×2×1的
MgO
超晶胞模型，在超晶胞模型上构建构建不同浓度金原子掺杂态，得到共四种氧化镁阻变层模型；步骤4，通过广义梯度近似关联函数
GGA
对四种氧化镁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，得到氧化镁阻变层优化模型；步骤5，计算体系结构稳定的氧化镁阻变层优化模型，得到不同金掺杂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镁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，并得到掺杂体系电子局域密度图和未掺杂体系的电子局域密度图；步骤6，结合掺杂体系与未掺杂体系的电子局域密度图得到最利于导电细丝形成的最佳浓度，从而使氧化镁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镁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2×2×
1MgO
超晶胞模型上掺入不同数量的
Au
原子，得到掺杂浓度分别为
1.333
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，唐志峰，张星光，王凯毓，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：