探究沉积条件对基于a-IGZO/AlOx的夹层结构功能性的影响，尤其是其记忆效应方面

《ACS Applied Electronic Materials》：Exploring the Impact of Deposition Conditions on the Functionality of a-IGZO/AlOx-Based Sandwich Structures with Memory Effects

类脑电阻器性能受界面氧分布调控，氧等离子体条件与沉积氧分压影响a-IGZO/AlO界面氧分布及空位稳定性，导致热电子发射、场发射和陷阱辅助隧道传导机制转变，从而影响器件稳定性和可重复性。

　　

忆阻器（memristors）的灵感来源于人脑的突触功能，是实现神经形态计算（neuromorphic computing）中突触权重（synaptic weights）的关键组件。其中，基于半导体氧化物的忆阻器因其材料的多功能性和电学可调性而受到了广泛关注。然而，它们的开关和导电行为对制造条件非常敏感，常常导致性能不稳定和可靠性差。虽然早期的研究主要集中在活性层或存储层中的氧空位控制上，但等离子体沉积环境对氧化物层、存储层及其界面的综合影响以及这些因素对器件微妙性能变化的影响尚未得到系统研究。在这里，我们研究了基于非晶InGaZnO（a-IGZO）的忆阻器，该忆阻器具有相邻的氧化铝（AlO_x）界面层，并展示了AlO_x层的氧等离子体条件以及a-IGZO沉积过程中的氧分压的微小变化如何调节界面氧分布和空位稳定性。这些界面变化激活了不同的导电机制——热电子发射（thermionic emission）、热电子场发射（thermionic field emission）和陷阱辅助隧穿（trap-assisted tunneling）——这些机制控制着稳态导电和电流松弛动态。我们的研究结果表明，即使等离子体和沉积条件的微小变化也会导致主导导电机制的显著变化，从而直接影响器件的稳定性和性能。通过明确导电机制转变和电流松弛的界面起源，这项工作加深了对基于氧化物的忆阻器工艺-性能关系的理解，并为开发更稳定、更可重复的神经形态计算器件提供了设计指导。