扫描电压幅值调控循环方向的NiO x 薄膜电阻开关特性

本文利用射频磁控溅射方法在优化制备条件下沉积制备了沿[200]晶向择优取向的多晶NiO x 薄膜. Ag/NiO x /Pt电容器结构的电流-电压曲线具有典型的双极性电阻开关特性, 但循环方向与扫描电压幅值有关: 当最大扫描电压小于2 V时, 电流-电压曲线沿逆时针方向循环, 高/低电阻值比大于50, 可稳定维持超过50个循环周期. 当最大扫描电压增大到2 V, 电流-电压曲线变为沿顺时针方向循环, 高/低电阻值比大于10, 可稳定维持超过120个循环周期. 电流-电压曲线循环方向随扫描电压幅值的改变揭示了其不同的电阻开关物理机制: 低扫描电压下逆时针循环电阻开关特性主要归因于电场作用下氧离子定向漂移导致氧空位形成的导电细丝通道周期性地导通和截断; 当最大扫描电压增加到2 V时, 银离子扩散进入NiO x 薄膜与定向漂移的氧离子发生氧化/还原反应合成/分解AgO x , 使得薄膜导电性周期性地增大和减小, 从而使得NiO x 薄膜具有了顺时针循环电阻开关特性.