[发明专利]一种基于量子电导效应的忆阻器及其制备调制方法及应用

摘要

本发明公开了一种基于量子电导效应的忆阻器及其制备调制方法及应用，忆阻器包括上电极、功能层和下电极，为MIM的crossbar结构；通过调控氩气和氧气的比例，制得具有不同厚度和氧空位的功能层材料；在调制中采用电压扫描或脉冲扫描的方法精确调控功能层的导电丝形态，将导电丝的尺寸控制到原子级，得到单位电导值整数倍的不连续电导行为，实现忆阻器电导量子化；通过提取出忆阻器的各量子态，把不同的量子态对应的阻值作为器件存储的不同阻态，实现多值存储；并可应用忆阻器模拟神经元突触的功能；该忆阻器以整数倍变化的电导克服了电导态的离散变化导致的阻值漂移对器件应用的影响，实现了工作电流更小，存储密度更大，读取速度更快，掉电不丢失的量子存储器件。

主权项

一种基于量子电导效应的忆阻器，其特征在于，所述忆阻器由呈阵列形式的多个器件单元构成；各所述器件单元包括上电极、功能层和下电极；所述功能层夹于上、下电极之间形成三明治结构，功能层与上、下电极共同形成crossbar结构；所述上电极采用惰性电极或活性电极、下电极采用惰性电极；所述活性电极采用Ag或Cu，惰性电极采用Pt或Ti；所述功能层采用HfOx材料，厚度为15nm～25nm；其中，1.6<x<2.4；通过功能层材料的氧空位来控制功能层的单原子导电丝的形成。