基于電致阻變效應(yīng)的電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器（RRAM）有望綜合動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）和閃存（FLASH）三大主流存儲(chǔ)器各自的存儲(chǔ)特性，集非易失性、非破壞性讀出、高存取速度、工藝和器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可嵌入功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)于一身，彌補(bǔ)現(xiàn)在DRAM、SRAM易失性和FLASH擦寫(xiě)速度慢的缺點(diǎn)，是下一代存儲(chǔ)器的候選者之一。

近幾年，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所李潤(rùn)偉研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)發(fā)展電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題，提出了采用電場(chǎng)控制化學(xué)摻雜、官能團(tuán)吸/脫附、離子擴(kuò)散等方式獲得電致阻變效應(yīng)，發(fā)展了幾類(lèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電致阻變材料[JACS.134, 17408 (2012)、APL.95, 232101 (2009)、APL.96, 163505 (2010)、APL.97, 042101 (2010)]；通過(guò)導(dǎo)電原子力顯微鏡在納米尺度內(nèi)直接觀察了離子的輸運(yùn)過(guò)程[Sci. Rep.3, 1084 (2013)]，利用電場(chǎng)控制離子輸運(yùn)構(gòu)造了原子尺度量子點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，獲得了可在原子尺度下實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)的離子型多阻態(tài)RRAM存儲(chǔ)器件[Adv. Mater.24, 3941 (2012)]。這些新型RRAM材料及原型器件的研究，為發(fā)展多功能、小尺寸、高密度信息存儲(chǔ)器提供了支持。

最近，該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了具有卓越存儲(chǔ)性能的全透明氧化物存儲(chǔ)器件。在不發(fā)生軟擊穿（forming-free）的情況下該透明器件具有明顯的雙極性電阻轉(zhuǎn)變特性，高低阻態(tài)開(kāi)關(guān)比為 ~ 45；具有良好的抗疲勞性；保持時(shí)間大于107s（推演得到連續(xù)操作10年后高低阻的比值衰減小于17.6%）。此外，該器件在近紫外-可見(jiàn)-近紅外（200 nm ~ 2000 nm）波段范圍內(nèi)具有出色的透光性，并且在10 到490 K（即~ ±240 °C）的寬溫區(qū)范圍內(nèi)都可以穩(wěn)定地保持其存儲(chǔ)性能，綜合指標(biāo)優(yōu)于目前所報(bào)道的透明RRAM 器件，在未來(lái)透明電子產(chǎn)品上具有應(yīng)用前景。進(jìn)而，通過(guò)X射線光電子能譜深度分析（XPS Depth-Profiling）技術(shù)研究了起始態(tài)（IRS）和低阻態(tài)（LRS）下HfOx薄膜中不同深度處的氧/鉿成分分布，發(fā)現(xiàn)在電場(chǎng)作用下，氧離子遷移以及金屬鉿富集所形成的導(dǎo)電絲的生長(zhǎng)、斷裂和再生是該器件阻變過(guò)程的物理機(jī)制。

相關(guān)工作發(fā)表在Adv. Funct. Mater.24, 2110（2014）上，并被編輯選作內(nèi)刊封面論文。該研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、“973”子課題、浙江省以及寧波市等項(xiàng)目支持。（寧波材料技術(shù)與工程研究所）

透明阻變存儲(chǔ)器件的透光性、器件結(jié)構(gòu)、阻變性能、氧離子遷移機(jī)制，以及文章封面。

老杳吧推出微信公共平臺(tái)，想閱讀更多老杳文章，請(qǐng)訂閱老杳吧微信，資訊內(nèi)容：手機(jī)、集成電路、面板、專(zhuān)利、老杳獨(dú)家視點(diǎn)及手機(jī)概念股相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)展等；微信平臺(tái)使用幫助發(fā)送“help”。關(guān)注辦法：微信關(guān)注‘集微網(wǎng)’、‘jiweinet’或掃描以下二維碼：