陶 冶，趙金朋，卞景垚

(東北師范大學(xué) a.物理學(xué)院；b.物理學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 東北師范大學(xué))，吉林 長(zhǎng)春 130024)

傳統(tǒng)的商用存儲(chǔ)器都是基于硅基材料制備的，隨著半導(dǎo)體技術(shù)代的更迭，對(duì)存儲(chǔ)器集成密度和器件性能的需求不斷增加，基于硅基材料的傳統(tǒng)存儲(chǔ)器技術(shù)目前正面臨著理論和技術(shù)極限，即馮諾依曼瓶頸問(wèn)題. 為了克服這些困難，新一代非易失性存儲(chǔ)器的原型器件被提出并被廣泛研究，包括相變存儲(chǔ)器(Phase change random access memory,PCRAM)、鐵電存儲(chǔ)器(Ferroelectric random access memory,FeRAM)和阻變存儲(chǔ)器(Resistive random access memory,RRAM)，其中RRAM優(yōu)勢(shì)明顯，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、轉(zhuǎn)變速度快和與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳統(tǒng)工藝兼容[1]等. 通常阻變憶阻器為導(dǎo)體/介質(zhì)層/導(dǎo)體的“三明治”結(jié)構(gòu)，多種絕緣材料均被證明可作為中間阻變層，例如氧化物[2]、氮化物[3]、硫族化合物[4]、半導(dǎo)體[5]和有機(jī)材料[6-7]，阻變層材料對(duì)器件性能影響較大，是憶阻器件研究的核心內(nèi)容. 其中，由生物有機(jī)材料制造的電子器件具有生物相容性、生物可降解性、原材料豐富、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，使用有機(jī)材料構(gòu)建的阻變存儲(chǔ)器是制造下一代非易失存儲(chǔ)器的候選結(jié)構(gòu)之一[8].

目前阻變存儲(chǔ)器的工作原理依然存在一定爭(zhēng)論，但導(dǎo)電細(xì)絲模型是被廣泛接受的阻變機(jī)制[9]. 在電場(chǎng)作用下，處在電極上的活性金屬原子或者介質(zhì)層內(nèi)的離子(通常是O2+)發(fā)生氧化和定向遷移，達(dá)到對(duì)電極之后被還原，所形成的金屬(O空位)導(dǎo)電細(xì)絲將2個(gè)電極連接起來(lái)，即達(dá)到所謂的低電阻狀態(tài)[10-11]. 從而將原始的高阻態(tài)和寫入的低阻態(tài)看成存儲(chǔ)器的2個(gè)非易失阻態(tài)“1”和“0”，二進(jìn)制的數(shù)據(jù)被成功存儲(chǔ)[12-13]. 此外，很多以金屬離子擴(kuò)散為物理化學(xué)機(jī)制的憶阻器件具有與神經(jīng)突觸中Ga2+類似的物理化學(xué)行為，可用來(lái)制造人造神經(jīng)突觸實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)突觸可塑性[14-17]，進(jìn)而，為構(gòu)建神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)提供基本器件支撐，是基于離子型阻變存儲(chǔ)器的另一研究熱點(diǎn).

對(duì)于有機(jī)材料基阻變存儲(chǔ)器件，由于內(nèi)部電子跳躍性傳導(dǎo)特性，其電阻轉(zhuǎn)變參量的均一性和穩(wěn)定性較差[18-20]. 然而，有機(jī)材料中具有多種類型的官能團(tuán)，在一定環(huán)境條件下存在與金屬離子相互作用的可能. 因此，利用有機(jī)材料制備基于金屬離子型阻變存儲(chǔ)器，具備一定的優(yōu)勢(shì). 本文首先制備了不含Ag+的果膠(pectin)材料存儲(chǔ)器(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%,1%和2%)，其次以pectin材料(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%)為基礎(chǔ)制備摻雜AgNO3(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%和0.5%)的憶阻器件. 通過(guò)測(cè)試不同器件的電阻轉(zhuǎn)變特性，控制實(shí)驗(yàn)變量，借助數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，深入分析果膠介質(zhì)層對(duì)Ag+遷移的影響. 并且，通過(guò)分析Ag+在果膠中的遷移機(jī)制，建立了阻變模型，解釋了pectin基阻變存儲(chǔ)器電致轉(zhuǎn)變現(xiàn)象.

1 器件制備

本文制備的pectin基阻變存儲(chǔ)器均是頂電極/介質(zhì)層/底電極的“三明治”結(jié)構(gòu). 首先，將商用的氧化銦錫(Indium tin oxide, ITO)襯底分別放置在酒精和水中，進(jìn)行超聲波清洗. 然后，使用pectin粉末與AgNO3結(jié)晶配置溶液，二者的比例通過(guò)調(diào)節(jié)溶質(zhì)的質(zhì)量控制. 混合后的溶液經(jīng)充分的磁力攪拌之后，通過(guò)勻膠機(jī)旋涂于ITO襯底上，介質(zhì)層的厚度可以通過(guò)控制旋涂的速度和層數(shù)控制. 實(shí)驗(yàn)中為了達(dá)到控制變量的目的，制備了不同Ag+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pectin溶液作為阻變存儲(chǔ)器介質(zhì)層. 最后，利用真空蒸發(fā)鍍膜工藝制備Ag頂電極，通過(guò)控制金屬掩模版的形貌來(lái)調(diào)控頂電極的大小. 制備的阻變存儲(chǔ)器件結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示. 所制備的原型器件單元pectin介質(zhì)層薄膜厚度約為50 nm，器件表面蒸鍍的圓形Ag電極直徑為50 μm、厚度約為100 nm. 電學(xué)測(cè)試過(guò)程使用吉時(shí)利公司生產(chǎn)的2326A源表對(duì)阻變器件的特性進(jìn)行探究，所有直流測(cè)試均是將ITO接地、Ag頂電極施加電壓所得.

圖1 Ag/pectin-AgNO3/ITO器件結(jié)構(gòu)模型圖

2 結(jié)果與討論

2.1 器件的阻變性能

首先，對(duì)制備的pectin基阻變存儲(chǔ)器進(jìn)行電學(xué)特性探究. 如圖2所示，直流掃描過(guò)程中，器件開啟(set)與關(guān)閉(reset)電壓掃描區(qū)間分別為0～2 ～0 V和0～-2 ～0 V，其中，定義電流正方向?yàn)轫旊姌O流向底電極. 在開啟過(guò)程中，器件由高阻態(tài)(High resistance state,HRS)向低阻態(tài)(Low resistance state,LRS)轉(zhuǎn)變，在電致轉(zhuǎn)變的瞬間，整個(gè)測(cè)試回路將產(chǎn)生正反饋現(xiàn)象，這可能將制備的器件“硬擊穿”. 為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在開啟過(guò)程中，設(shè)置鉗位電流(也叫限制電流)，以使器件達(dá)到“軟擊穿”的目的，以便于器件順利進(jìn)行reset過(guò)程.

圖2所示為純pectin材料(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%)阻變存儲(chǔ)器件的阻變特性曲線(I-V)圖(限制電流為1 mA)，可以看到此器件的電致電阻轉(zhuǎn)變行為：對(duì)于開啟過(guò)程，器件在開啟電壓(Vset)之前處于HRS；隨著掃描電壓的增大，在開啟電壓附近，器件由HRS瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)RS；在電壓增至最大值后回掃的過(guò)程中，器件保持LRS不變，說(shuō)明pectin基器件具有一定的數(shù)據(jù)保持能力. 而對(duì)于關(guān)閉過(guò)程，電壓從0 V開始往負(fù)方向掃描，可以看出器件的初始狀態(tài)依然為L(zhǎng)RS；隨著負(fù)方向電壓增大，達(dá)到關(guān)閉電壓(Vreset)附近時(shí)，器件由LRS再次轉(zhuǎn)變?yōu)镠RS，在回掃到0 V過(guò)程中保持HRS. 整個(gè)直流電壓掃描過(guò)程是典型的雙極型電阻轉(zhuǎn)變過(guò)程.

圖2 Ag/pectin(1%)/ITO器件的阻變特征曲線

為了進(jìn)一步探究摻Ag pectin介質(zhì)層對(duì)器件性能的影響，分別對(duì)器件做50組循環(huán)耐受性I-V曲線測(cè)試，并進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)pectin和Ag+質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)器件HRS，LRS以及開關(guān)電壓的影響進(jìn)行定量比較研究.

2.2 果膠基阻變存儲(chǔ)器的阻變機(jī)制分析

器件是典型的導(dǎo)體/介質(zhì)層/導(dǎo)體3層結(jié)構(gòu)，一端是電化學(xué)活性金屬材料Ag，另一端是電化學(xué)惰性金屬材料襯底ITO，通常使用金屬導(dǎo)電細(xì)絲模型進(jìn)行機(jī)制解釋. 將器件Ag頂電極接入正極，ITO襯底接入負(fù)極，器件頂部會(huì)產(chǎn)生正電荷，即中間層產(chǎn)生電場(chǎng). 接入正極的Ag會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)失去電子成為Ag+并進(jìn)入中間層，并且在電場(chǎng)作用下向陰極遷移，如圖3(a)所示. 器件陰極能夠提供大量電子，遷移到底電極附近的Ag+得到電子被還原為Ag并沉積到底電極表面. 持續(xù)施加電壓，Ag在底電極表面堆積[圖3(b)]，逐漸形成連接頂電極與底電極的導(dǎo)電細(xì)絲如圖3(c)所示. 導(dǎo)電細(xì)絲的形成使器件兩電極之間形成了導(dǎo)電通道，器件阻值降低，即從HRS開啟轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)RS. 為了使器件重回HRS，對(duì)器件施加反向電壓，導(dǎo)電細(xì)絲上的Ag會(huì)失去電子成為 Ag+并在電場(chǎng)的作用下向頂電極遷移，同時(shí)焦耳熱的輔助作用也促使導(dǎo)電細(xì)絲斷裂，如圖3(d)所示，器件阻值增加，器件關(guān)閉，變?yōu)镠RS.

(a) (b)

通過(guò)上述分析可知，由于電極微觀結(jié)構(gòu)的特性，導(dǎo)電細(xì)絲的產(chǎn)生位點(diǎn)相對(duì)隨機(jī)，這是導(dǎo)致器件的HRS，LRS以及開啟關(guān)閉電壓均一性較差的根本原因. 而對(duì)于pectin、卡拉膠(carrageenan)等有機(jī)材料，其內(nèi)部有些官能團(tuán)被電離后帶負(fù)電，能夠與帶正電的金屬陽(yáng)離子相互作用，存在所謂的“絡(luò)合作用(complexation)”或者“螯合作用(chelation)”，這種化學(xué)鍵之間的相互作用有望對(duì)器件運(yùn)行過(guò)程中的離子動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生有效調(diào)控. 例如，果膠中能夠與帶正電的金屬陽(yáng)離子相互作用的官能團(tuán)是易電離的羧基官能團(tuán)，電離后的羧基官能團(tuán)與Ag+結(jié)合，將通道中的Ag+限位在官能團(tuán)附近，實(shí)現(xiàn)對(duì)Ag導(dǎo)電通道的調(diào)控，進(jìn)而有效提升pectin基阻變存儲(chǔ)器件的運(yùn)行性能.

2.3 果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)阻變器件性能影響

為了獲得客觀的Ag摻雜數(shù)據(jù)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中首先探究了pectin介質(zhì)層材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)器件HRS和LRS的影響. 制備了3種pectin基阻變存儲(chǔ)器，控制pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%，1%和2%. 并且分別對(duì)3種類型器件50次連續(xù)循環(huán)的高低阻值進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在器件運(yùn)行過(guò)程中，依然將限制電流控制在1 mA. 3種器件的高低阻值分布如圖4所示.

圖4 3種pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)阻變器件的50組高低阻值分布

從圖4可以看出，隨著pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升，器件的高低阻值均存在一定程度的升高. HRS升高更加明顯，原因可能是由于pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升，介質(zhì)層絕緣性更高，而器件運(yùn)行過(guò)程中的HRS主要受中間絕緣層的介電常量影響. 對(duì)于LRS，pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)更高的器件，其官能團(tuán)密度也就高，官能團(tuán)與Ag+的絡(luò)合作用機(jī)會(huì)也越多，Ag頂電極的氧化、Ag+的遷移和還原過(guò)程也就相對(duì)更加容易. 這將直接導(dǎo)致更高pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)器件的Ag更容易形成導(dǎo)電細(xì)絲，即更小的開啟電壓所致的導(dǎo)電細(xì)絲也越細(xì)，LRS的阻值也就越高. 因此，通過(guò)提高pectin質(zhì)量分?jǐn)?shù)不僅可以提高HRS/LRS阻值，同時(shí)還可以獲得較大的窗口值. 通過(guò)圖4還能看出，1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pectin器件阻值分布相較0.5%和2%更加集中. 通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)3種器件的相對(duì)波動(dòng)性(標(biāo)準(zhǔn)差/平均值)進(jìn)行分析，得到高(低)阻值的相對(duì)波動(dòng)性分別為13.6%(31.7%)，9.4%(15.2%)和19.8%(35.8%)，反映出1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的器件更加穩(wěn)定，即此質(zhì)量分?jǐn)?shù)的器件在介質(zhì)層阻值和開啟關(guān)閉電壓范圍中更具優(yōu)勢(shì). 因此，在AgNO3摻雜實(shí)驗(yàn)中，以1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pectin器件為原始器件單元進(jìn)行摻雜對(duì)比研究.

2.4 AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)阻變器件性能影響

為了探究AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)器件阻變特性的影響，分別在1%的pectin溶液中摻入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的AgNO3(0，0.1%和0.5%). 利用相同的工藝流程制備阻變存儲(chǔ)器件，并分別對(duì)其電致電阻轉(zhuǎn)變特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究. 如圖5所示，3種AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pectin材料阻變器件均可以在-2 ～2 V的直流掃描范圍(限制電流保持1 mA)內(nèi)發(fā)生電阻轉(zhuǎn)變現(xiàn)象.

圖5 3種AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)器件的I-V特征曲線

為了更直觀地觀察不同AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)器件HRS和LRS電阻值的影響，3種器件的50組連續(xù)循環(huán)下的HRS和LRS電阻值統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6所示. 同樣，也對(duì)高(低)阻值的波動(dòng)性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其相對(duì)波動(dòng)性分別為9.43%(15.2%)，6.19%(27.5%)和17.9%(38.8%). 并且，從圖6中可以看出，器件的LRS阻值并沒(méi)有隨Ag+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加發(fā)生明顯變化，基本上在102～103Ω內(nèi)波動(dòng)，而HRS的阻值隨AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加有所降低. 這可能是由于AgNO3摻入，pectin材料薄膜內(nèi)部存在大量的Ag+，從而直接導(dǎo)致pectin材料介電常量的降低. 而介質(zhì)層的阻態(tài)降低并未影響到導(dǎo)電細(xì)絲的尺寸，因此LRS的阻值沒(méi)有明顯演變趨勢(shì).

圖6 3種AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)器件50組HRS和LRS分布統(tǒng)計(jì)

此外，本文也對(duì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)AgNO3對(duì)pectin基阻變器件運(yùn)行過(guò)程中開關(guān)電壓的影響進(jìn)行了探究. 如圖7所示，統(tǒng)計(jì)了3種AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0，0.1%和0.5%)的器件在50組連續(xù)循環(huán)過(guò)程中的Vset與Vreset的分布情況. 隨著AgNO3的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，開啟電壓明顯降低，這對(duì)于器件的功耗控制非常有利. 對(duì)于電化學(xué)金屬化器件，實(shí)際上在開啟過(guò)程涉及到3個(gè)物理化學(xué)變化過(guò)程：1)Ag的氧化；2)Ag+在電場(chǎng)下的遷移；3)Ag+的還原堆積. 對(duì)于本實(shí)驗(yàn)中的器件，如果摻雜了AgNO3材料，可以在絕緣的pectin材料中引入活性Ag+，這在一定程度上省去了活性金屬氧化的步驟. 這樣，能夠獲得較低開啟電壓的阻變器件，從而實(shí)現(xiàn)器件低功耗運(yùn)行的目的. 因此，可能是由于pectin材料中引入了一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ag+，在開啟過(guò)程中，省去了頂電極的“氧化”過(guò)程，pectin中的Ag+可以在較小電場(chǎng)的作用下直接進(jìn)行定向遷移，到達(dá)底電極時(shí)被還原. 開啟電壓的降低，可以在一定程度上改善導(dǎo)電細(xì)絲的微觀形貌，例如導(dǎo)電細(xì)絲的尺寸、倒錐形的組織結(jié)構(gòu)等. 而所形成的導(dǎo)電細(xì)絲的特性將直接影響下一次的關(guān)閉(細(xì)絲斷裂過(guò)程)，即比較細(xì)的細(xì)絲僅需要較小的關(guān)閉電壓，而較粗壯的導(dǎo)電細(xì)絲將需要更大的關(guān)閉電壓. 因此，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)的器件特性，在Ag+較多的環(huán)境下，雖然能一定程度上降低器件的開啟電壓，但是在開啟過(guò)程中也容易形成“強(qiáng)”導(dǎo)電細(xì)絲，甚至在反向關(guān)閉過(guò)程中，游離的Ag+可能會(huì)進(jìn)一步對(duì)導(dǎo)電細(xì)絲進(jìn)行補(bǔ)充，導(dǎo)致關(guān)閉失敗或者關(guān)閉過(guò)程需要極大電流. 這種不可控的關(guān)閉過(guò)程，對(duì)于器件的穩(wěn)定性是不利的. 本文同時(shí)考慮器件的HRS和LRS分布和開啟關(guān)閉電壓分布，0.1% AgNO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pectin(1%)基阻變存儲(chǔ)器可靠性更好，功耗控制也更優(yōu). 因此，在下文中的多級(jí)存儲(chǔ)方面將以此器件為基礎(chǔ)進(jìn)行系列探索研究.

(a)Ag/pectin/ITO器件

2.5 果膠基阻變存儲(chǔ)器的多級(jí)存儲(chǔ)特性

阻變存儲(chǔ)器運(yùn)行的物理機(jī)制通常采用導(dǎo)電細(xì)絲的“形成”和“斷裂”機(jī)制來(lái)解釋. 而對(duì)導(dǎo)電細(xì)絲的尺寸進(jìn)行調(diào)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件電阻值的調(diào)控. 具有一定存儲(chǔ)窗口的電阻值可以被認(rèn)定為不同的存儲(chǔ)狀態(tài)，這為阻變存儲(chǔ)器的多級(jí)存儲(chǔ)提供了機(jī)制基礎(chǔ). 重要的是，在阻變器件開啟過(guò)程中控制限制電流的大小可以直接控制器件LRS的電阻值，因此，本文對(duì)于所制備的pectin阻變存儲(chǔ)器進(jìn)行了基于限制電流調(diào)制的多級(jí)存儲(chǔ)特性研究. 基于AgNO3(0.1%)摻雜的pectin(1%)器件，利用不同限制電流(0.5 mA，1 mA和5 mA)對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試. 如圖8所示，此器件在3種不同限制電流下均可以正常運(yùn)行. 此外，對(duì)50次連續(xù)阻變循環(huán)下的HRS和LRS進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如圖9所示.

圖8 0.1%AgNO3摻雜的pectin(1%)器件在不同限制電流下的I-V特征

圖9 AgNO3(0.1%)摻雜的pectin(1%)器件在不同限制電流下高低阻態(tài)分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從圖8～9中可以得出，隨著限制電流的增加，器件的LRS電阻沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，這與氧化物基阻變存儲(chǔ)器的電學(xué)特性不同,而是與pectin材料內(nèi)部的官能團(tuán)對(duì)Ag+的絡(luò)合作用有關(guān)，在Ag+遷移過(guò)程中，官能團(tuán)對(duì)Ag+具有較強(qiáng)的牽引作用，并沒(méi)有直接受到限制電流對(duì)于Ag+遷移量的影響，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可以看出LRS的電阻值均在102～103Ω波動(dòng). 而對(duì)于器件的HRS，隨著限制電流的增加顯著提升. 限制電流越大，反向關(guān)閉過(guò)程中的關(guān)閉電流也越大，而大的電流將直接產(chǎn)生較多的熱量，熱量在導(dǎo)電細(xì)絲關(guān)閉過(guò)程中將起到關(guān)鍵作用，因此，器件的HRS阻值增大. 這一結(jié)果也說(shuō)明通過(guò)提高限制電流可以獲得較大的窗口值. 從圖9還可以看出，0.5 mA的限制電流下器件的HRS和LRS阻值波動(dòng)性更大，1 mA和5 mA限制電流下波動(dòng)性較小，說(shuō)明提高限制電流可以在一定程度上提升器件的穩(wěn)定性.

2.6 果膠基阻變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保持特性

阻變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)邏輯保持能力也是重要的器件特性. 為了探究非摻雜和摻雜了AgNO3的pectin器件的數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定性，分別使用0.1 V的讀取電壓對(duì)3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)AgNO3(0%，0.1%和0.5%)器件的HRS和LRS進(jìn)行數(shù)據(jù)保持特性研究，結(jié)果如圖10所示. 可以看出，所制備器件的HRS和LRS比較穩(wěn)定，具備良好的數(shù)據(jù)保持能力.

圖10 pectin (1%)阻變存儲(chǔ)器件的電阻邏輯保持能力測(cè)試

3 結(jié)束語(yǔ)

采用旋涂法制備了銀摻雜果膠材料作為阻變層的阻變存儲(chǔ)器件，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)果膠和AgNO3的定量對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究表明，果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高能增加器件高阻態(tài)阻值，更大的存儲(chǔ)窗口可以有效避免存儲(chǔ)器的邏輯讀取錯(cuò)誤. AgNO3摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大會(huì)降低高阻態(tài)阻值和開啟關(guān)閉電壓，這對(duì)于控制果膠阻變存儲(chǔ)器的功耗有利. 優(yōu)化后的器件在不同限制電流下實(shí)現(xiàn)了多級(jí)阻態(tài)存儲(chǔ)功能，為阻變器件的高密度存儲(chǔ)提供了技術(shù)思路. 同時(shí)，器件具有良好的數(shù)據(jù)保持性能，表明果膠基存儲(chǔ)器可以作為良好的非易失存儲(chǔ)器. 本研究可以作為大學(xué)本科階段的探究型物理實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生對(duì)微電子存儲(chǔ)器件的認(rèn)識(shí)和理解.