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第1章 绪论1

1.1 存储器概述3

1.1.1 易失性存储器3

1.1.2 非易失性存储器4

1.2 新型非易失性存储器的研究进展6

1.2.1 铁电随机存储器6

1.2.2 磁阻随机存储器7

1.2.3 相变存储器8

1.2.4 阻变存储器9

参考文献9

第2章 阻变存储器基础12

2.1 电阻转变效应简介12

2.2 电阻转变效应的应用领域14

2.2.1 阻变随机存储器14

2.2.2 可编程逻辑电路14

2.2.3 人工神经网络模拟15

2.3 阻变存储器的基本结构15

2.4 阻变存储器的性能参数16

2.5 阻变存储器的发展历程与研究现状18

参考文献21

第3章 阻变存储器的材料体系及制备方法23

3.1 阻变介质材料23

3.1.1 介质材料概述23

3.1.2 二元氧化物25

3.1.3 三元及多元氧化物29

3.1.4 硫族固态电解质30

3.1.5 其他无机材料31

3.1.6 有机介质材料32

3.2 电极材料34

参考文献35

第4章 阻变存储器的电阻转变机理40

4.1 金属导电细丝型阻变存储器40

4.1.1 基本特征40

4.1.2 金属导电细丝型阻变存储器的材料体系42

4.1.3 金属导电细丝的表征82

4.1.4 导电细丝的形状和生长方向93

4.1.5 导电细丝型阻变存储器的小型化潜力102

4.2 氧空位导电细丝型阻变存储器103

4.2.1 基本特征103

4.2.2 典型的氧空位导电细丝型阻变存储器105

4.2.3 电初始化过程138

4.2.4 电极与界面的影响146

4.3 界面势垒调节型阻变存储器148

4.3.1 基本特征148

4.3.2 接触电阻的本质149

4.3.3 耗尽层宽度的变化151

4.3.4 电阻转变区域151

4.3.5 氧空位的作用153

4.4 电荷俘获释放型阻变存储器155

4.4.1 基本特征155

4.4.2 界面陷阱型156

4.4.3 纳米插入层陷阱型157

4.4.4 均匀分布陷阱型164

4.5 电致热化学转变型阻变存储器166

4.5.1 氧化物中的热化学转变167

4.5.2 有机物中的热化学转变170

4.6 其他类型的阻变存储器171

4.6.1 无机物中独特的电阻转变类型171

4.6.2 有机物中独特的电阻转变类型174

参考文献176

第5章 阻变存储器的性能优化188

5.1 介质材料的掺杂改性188

5.1.1 氧化物阻变存储器的掺杂改性189

5.1.2 氮化物阻变存储器的掺杂改性202

5.2 电极工程210

5.2.1 氧离子迁移型器件的电极优化210

5.2.2 电极的合金化223

5.2.3 电极界面形貌的修饰226

5.3 界面工程228

5.3.1 金属插入层对界面的调控228

5.3.2 氧化物插入层对界面的调控230

5.3.3 其他功能层对界面的调控232

5.4 多值存储与量子导电234

5.4.1 不同电阻转变机制耦合导致的多值存储235

5.4.2 调控导电细丝形态获得的多值存储241

5.4.3 量子导电行为244

5.5 器件结构和外围电路优化253

5.5.1 十字交叉阵列的边缘效应253

5.5.2 三维存储255

5.5.3 外围电路优化259

参考文献260

第6章 阻变存储器的集成结构266

6.1 二极管-电阻器（1D1R）结构268

6.2 自整流阻变存储器结构271

6.2.1 自整流阻变存储器概述271

6.2.2 SiOx基自整流阻变存储器273

6.2.3 ZnO基自整流阻变存储器277

6.2.4 自整流阻变器件在十字交叉阵列中的验证285

6.3 互补型阻变存储器结构286

6.3.1 互补型阻变存储器概述286

6.3.2 电极材料对互补型电阻转变特性的影响290

6.3.3 互补型阻变存储器的结构简化298

6.3.4 三明治结构中的互补型电阻转变312

6.4 选通管-电阻器（1S1R）结构313

6.4.1 双向选通管器件概述313

6.4.2 1S1R集成结构的应用实例315

参考文献319

第7章 电阻转变效应的其他应用323

7.1 神经突触模拟与仿生323

7.1.1 神经突触简介324

7.1.2 电阻转变器件模拟神经突触325

7.1.3 基于InGaZnO材料的神经突触模拟329

7.1.4 PEDOT:PSS导电行为的调控与神经突触模拟338

7.2 电阻转变行为与其他物理现象的耦合349

7.2.1 电阻转变效应对磁性的调制350

7.2.2 电阻转变效应与光电效应的耦合365

7.2.3 电阻转变器件的超导特性368

7.3 逻辑电路应用370

7.3.1 FPGA中的可重构开关371

7.3.2 基于阻变器件的逻辑门372

7.3.3 实质蕴涵逻辑门374

参考文献377