【器件论文】氧空位诱导的 Ga₂O₃ 基电阻开关器件稳定性

        由集美大学的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为Oxygen vacancy induced stability in Ga₂O₃-based resistive switching devices（氧空位诱导的 Ga₂O₃ 基电阻开关器件稳定性）的文章。

摘要

        氧空位作为金属氧化物忆阻器（memristor）中导电通道（CFs）的关键组成部分，在其阻变（RS）行为中起着重要作用。本工作研究了四种 Ag/Ga₂O₃/p⁺-Si 忆阻器中由氧空位引起的阻变行为。通过在磁控溅射沉积过程中控制氧气流量并结合长时间低温真空退火，系统调控了氧空位浓度。XPS 分析显示，氧空位浓度的递减顺序为：退火 > 0 sccm > 4 sccm > 8 sccm。电学表征表明，Ga₂O₃ 基忆阻器的工作稳定性高度依赖于氧空位。退火器件表现出最佳性能，包括高开关比（On/Off 比 10⁴）、优异的循环耐久性（>10³ 次循环）、工作电压和电阻状态的低波动、出色的保持性（10⁴ s）以及优异的器件间（D2D）和批次间（C2C）均一性。氧空位增加使得优化器件在连续 1000 次直流扫描周期中表现出稳定的阻变行为，进一步验证了其可靠性。由于氧空位的增加，真空退火器件有效抑制了随机导电路径的形成，促进了稳健且受限的导电通道发展，从而有助于实现高度稳定的阻变。因此，该策略为高性能 Ga₂O₃ 基忆阻器的制备提供了重要参考。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0297242