近日，我院李阳副教授研究团队在期刊《IEEE Transactions on Electron Devices》上发表了题为“Study on Multilevel Resistive Switching Behavior with Tunable ON/OFF Ratio Capability in Forming-Free ZnO QDs-Based RRAM”的研究论文。太阳集团tcy8722李阳副教授为该论文通讯作者，信息科学与工程学院为第一贡献单位，第一作者为我院硕士研究生王文晓同学。
大数据和人工智能的发展对终端设备的存储和计算能力提出了更高的要求。然而，传统的基于闪存的存储在功耗和尺寸缩减上面临严峻的挑战，并且计算也受到冯·诺依曼架构瓶颈的限制。近年来，电阻随机存取存储器（RRAM）由于其低功耗，高响应速度，集成度高以及简单的制备工艺等优势，被认为是未来突破摩尔定律以及打破传统冯·诺依曼架构瓶颈的最有效办法。该研究论文基于此背景，提出了一种简单旋涂方法制造具有Al/PMMA/ZnO 量子点（ZnO QDs）/PMMA/ZnO QDs/FTO结构的多值RRAM。其中，该器件展现出了典型的双极性阻变开关行为，并且具有较低的操作电压，稳定的耐久性能以及出色的时间保持能力。通过调节旋涂ZnO QDs的浓度，有效的调节了其开关比。除此之外，通过调节施加在器件上的限制电流，在单一器件上实现了多种阻态的转变，包括一种高阻态（HRS）与三种低阻态（LRS1，LRS2，LRS3）。最后，本文提出了一种量子点增强局域电场促进导电丝形成的物理模型以解释该器件发生阻变行为的机制。该多值RRAM为构建新型存储器提供了新的思路，并且为高密度存储芯片的搭建铺平了道路。
该研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金优秀青年基金和中国博士后基金等项目的资助。
图1：基于Al/PMMA/ZnO QDs/PMMA/ZnO QDs/PMMA/FTO结构的多值RRAM性能以及其阻变物理模型
