周晔：基于无机钙钛矿量子点的光控多级阻变存储器

tu50

信息的记录、存储与传播一直是推动人类社会历史进步的动力。随着科学技术的飞速发展，日常生活中人们的信息总量呈爆炸性增长。这就要求我们可以有存储容量更大、读写速度更快、 功耗更低、单位存储体积更小的高性能存储器以满足指数增长的信息存储的需要。作为半导体市场终端产品的一部分及半导体市场的核心组成之一，非易失型存储器被预测在 2022 年的产值达到 805 亿美元。 随着产品需求和终端市场的不断丰富，存储器行业有望获得一个更稳定的增长模式。 阻变存储器是利用薄膜材料在电激励条件下薄膜电阻在不同电阻状态（高阻态和低阻态）之间的互相转换来实现数据存储的，因其微型化的巨大潜力，有望成为下一代非易失型存储器。但是即使电阻转变的机理支持器件尺寸不断减小，存储密度的提高也依赖于微电子加工技术的不断进步。然而微加工技术的进步正面临越来越大的挑战，为了获得微型化器件所需要付出的代价也越来越大。作为一种提高内存密度的新技术已经提出了存储单元的乘法，储藏多级数据到每个单存储单元来提高存储密度，这个技术在不增加成本的前提下使得存储密度成倍的增长。光控多级存储概念可以有效解决信息处理器和内存之间的拥塞瓶颈，从而成为提高存储密度的有效途径。同时隐藏在阻变存储器背后的电阻转变机理仍不够清晰，主要的机理分为导电细丝机理、电荷捕获和释放机理以及氧化还原机理三类，其中导电细丝机理是最为普遍认可的阻变机理。由于导电细丝的形成具有随机性和不均匀性，目前对于这种机制的研究仍需依靠昂贵的仪器和复杂的制样技术，耗费大量的人力和物力资源。因此如何通过简单高效的方法研究导电细丝机理仍是一个难题。

近期，针对上述技术问题和挑战，深圳大学韩素婷副教授和周晔研究员等发表了题为“Synergies of electrochemical metallization and valance change in all-inorganic perovskite quantum dots for resistive switching”的研究论文。文章通过将无机卤素钙钛矿量子点应用在阻变存储器中，系统性研究不同光照条件对存储器阻变性能的影响，对今后光控存储器的开发具有一定的指导意义。同时利用SEM、EDX技术对水平结构器件进行动态监测。在阻变存储器机理研究领域方法新颖，具有可借鉴推广性。为实现高性能存储器的制备提供了一种简单高效的理论研究方法。该项工作为下一代高性能存储器的开发提供了新思路。

相应工作以“Synergies of electrochemical metallization and valance change in all-inorganic perovskite quantum dots for resistive switching”为题，发表在Advanced Materials（2018, 1800327）上，第一作者为深圳大学电子科学与技术学院王燕博士。