【器件论文】调控氧空位以实现基于 a-Ga₂O₃ 忆阻器的稳定非易失性开关特性与类脑计算

        由陕西科技大学的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为 Regulating oxygen vacancies to achieve stable non-volatile switching characteristics and neuromorphic computing in a-Ga₂O₃ based memristors（调控氧空位以实现基于 a-Ga₂O₃ 忆阻器的稳定非易失性开关特性与类脑计算）的文章。

摘要

        因具有宽带隙、高击穿电场及优异的热稳定性的氧化镓作为忆阻器中极具前景的电阻开关层备受关注。然而，相对较低的开关比与不足的循环稳定性等挑战仍阻碍其实际应用，这些缺陷限制了器件性能与可靠性。本文采用非晶态 Ga₂O₃ 薄膜作为 RS 层构建忆阻器，通过精确调控氧空位实现开关性能提升。采用氩氧比例 40:10 制备的 W/a-Ga₂O₃/Pt 器件在 RS 行为上显著优于其他比例制备的器件，展现出更大的开关窗口（∼10³）、更优异的保持能力（10⁴ s）、更快的响应时间（90 μs）、高稳定性以及开关电压的集中分布。此外，我们阐明了增强开关性能的电输运机制和导电丝模型。更令人鼓舞的是，该 a-Ga₂O₃ 器件在混合国家标准与技术研究院图像识别任务中实现了高达 98.67% 的准确率。本研究对基于 a-Ga₂O₃ 的忆阻器进行了深入探索，为存储与类脑计算应用中的开关材料开辟了充满前景的发展路径。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2025.110056