單根氧化銅奈米線電阻式記憶體之合成與研究分析

Synthesis and Characterization of Single CuOx Nanowire Resistive Random Access Memory

梁凱迪

指導教授 ： 闕郁倫

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2014年)

摘要

本論文根據氧化銅奈米線探討電阻轉換的現象，藉由一維奈米尺寸的微觀材料分析，提出可能的阻態轉換機制。
本論文的第一部份利用規則排列的奈米多孔性陽極氧化鋁薄膜（Anodic Aluminum Oxide；AAO）作為模板，以脈衝電鍍法的方式合成銅奈米線陣列，然後將其在氧環境下加溫氧化，製備出大規模且具有一致性的氧化銅奈米線（nanowire）陣列，並在單根氧化銅奈米線元件發現無極性(nonpolar) 的電阻轉換特性，其高低阻值比(on/off ratio)大於103，低操作電壓(< 2.5 V)，可連續操作50次循環，值得一題的是，此一奈米線元件不需額外的電致形成操作(electroforming)，具有潛力發展成奈米線電阻式記憶體元件。
第二部分則嘗試將化學液相合成的銅奈米線於大氣室溫環境下，藉由電性操作直接氧化並發現雙極性(bipolar)的電阻轉換現象，根據數據統計結果發現造成氧化的電流密度落在特定範圍，顯示此一方法具有重複再現的可能，其高低阻值比大於103，低操作電壓(< 1 V)，可連續操作100次循環，未來希望可以調控氧化阻態，並應用在銅奈米線陣列，達到可選區直接氧化的目標。

關鍵字

電阻式記憶體 ； 奈米線

參考文獻

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