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基于电致电阻效应的阻变存储器是一种极有潜力的下一代非易失性存储器,由于其巨大的应用价值而受到广泛关注。目前电致电阻效应的物理机制尚无定论,但氧空位在电致电阻效应中起到至关重要的作用得到广泛认可,但实验上难以给出直接的证据。本文的主要工作是研究钙钛矿锰氧化物的相关电致电阻现象,并着重探讨氧空位在电致电阻效应中的作用。本文的主要内容如下: 1.利用先进的激光分子束外延技术,在SrTiO3(001)(STO)、LaAlO3(001)(LAO)衬底上制备了不同生长氧压的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)薄膜,在SrTiO3:Nb(001)(SNTO,0.8wt%)衬底上制备了不同生长氧压的LaMnO3(LMO)薄膜。XRD、SXRD等结构表征手段表明薄膜沿c轴生长,结晶性优良。 2.测量了Pt与In电极下的LSMO/STO、LSMO/LAO结构的电致电阻特性,在In电极作用下,在特定的制备氧压下,首次发现了一种奇异的“8”字型电滞回线。实验表明氧含量与衬底的共同作用决定了电滞回线的大小,STO衬底上的电滞回线要大于LAO衬底上的电滞回线。 3.利用球差校正扫描透射明场成像技术(STEM-ABF)观察了不同生长氧压下的LMO薄膜样品,直接给出了氧空位的信息,说明随着制备氧压的降低LMO薄膜中氧空位含量在增加;并利用同步辐射光源X射线表征了不同生长氧压下的LMO薄膜的晶格特征,说明随着制备氧压的降低,c轴晶格常数在增加。研究表明,LMO薄膜电致电阻效应与氧空位之间存在着直接关系,即随着氧空位的增加在LMO薄膜电致电阻效应增强。外加脉冲偏压刺激下,不同氧生长压的LMO薄膜均有稳定的高低阻态变化,除了5×10-4Pa制备氧压由于过多的氧空位导致严重的晶格畸变之外,高低阻态变化比率随着氧空位的增加而增加。 4.引入氧空位由于电场作用,在界面和体区之间的移动导致界面势垒改变的的模型对实验结果进行了解释。说明了外加偏压所导致的氧空位在Pt/LMO界面区域的移动是LMO电致电阻效应发生的根本原因。氧空位的界而移动造成界面肖特基势垒高度和宽度的变化,进而导致整个系统处于不同的电阻状态。