Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Технология изготовления и исследование электрических характеристик мемристор а на основе оксида гафния"

Работа на тему: Технология изготовления и исследование электрических характеристик мемристор а на основе оксида гафния
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение - высшего образования

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕМРИСТОР А НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГАФНИЯ

03.03.02 Физика
Профиль «Фундаментальная физика

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
ГЛАВА 2. ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ 11
2.1 УСТАНОВКА МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ 11
2.2 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ 15
2.3 СКАНИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП 18
2.4 АТОМНО СИЛОВОЙ МИКРОСКОП 22
2.5 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СТЕНД 24
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 27
3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА РЕАКТИВНОГО РАСПЫЛЕНИЯ ОКСИДА ГАФНИЯ 27
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ ПОЛУЧЕННЫХ ПЛЁНОК ПРИ ПОМОЩИ СКАНИРУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА И АТОМНО-СИЛОВОГО МИКРОСКОПА 30
3.3 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЁНОК 32
3.4 ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕМРИСТОРОВ 33
3.5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 38

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Сегодня вычислительные технологии активно развиваются, это закономерная необходимость связанные с возрастающими потребностями и возможностями человечества. Однако данный рост приводит к возникновению новых проблем, без решения которых невозможно дальнейшее развитие по оптимальной траектории.
Среди таких проблем можно выделить следующие:
1) увеличение энергопотребления вычислительной техники, как следствие роста вычислительных мощностей;
2) приближение к приделу закона Мура приводит к увеличению габаритов более мощной вычислительной техники;
3) огромные объемы цифровой информации, которая уже существует и в последующем появится, требует хранения. Современные технологии энергозависимой памяти EEPROM, создают потребность в дополнительных затратах энергии для хранения информации.
Помимо этого, перспективные направления такие как искусственный интеллект (AI), нейросети (NN), Big Data нуждаются в новых технологиях анализ и обработки данных, так как современные транзисторные технологии ограничивают их возможности в компьютерах фон Неймана – выполнение вычислительных операций требует множества шагов.
Одним из решений, приведенных выше проблем, является альтернативный подход к самой концепции вычислительной техники, а именно переход от транзисторов к другому типу элементов микроэлектроники, так называемым мемристорам. Данные элементы обладают рядом преимуществ, перед транзисторными технологиями. Ключевой особенностью устройства является возможность сохранения состояния элемента без затрат энергии.
Мемристоры могут быть применимы как для создание энергонезависимой памяти, так и для создания компьютеров нового поколения. Компьютеры на основе мемристоров – мемристорные кроссбары, схожи по структуре с корой головного мозга, это дает возможность применять устройства в области биологи или моделировании биологических нейронных систем, а также обеспечивает лучшее качество и скорость обучения и работы нейронных сетей. Кроме того, данная компоновка элементов позволяет уменьшить пространственную архитектуру элементов интегральных схем.
При этом размеры мемристоров достигают менее 10 нм, что сопоставимо с размерами транзисторов, но при этом в силу особенностей аналоговой вычислительной техники, требуется значительно меньше элементов для выполнения тех же операций.
Целью данной работы: экспериментальное исследование электрических характеристик мемристора на основе тонкой плёнки оксида гафния, полученных с помощью комплекса «НаноФаб-100».
Основные задачи:
1. Исследовать режимы реактивного распыления оксида гафния.
2. Выбрать оптимальный режим получения тонких плёнок, на основе результатов исследования их морфологии и элементного состава.
3. Изготовить мемристоры на основе тонких плёнок, при выбранном режиме.
4. Изучить электрические характеристики, полученных мемристоров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1) Chua L.O. Memristor — missing circuit element // IEEE Transactions: Circuit Theory. 1971. №18. Pp. 507–519.
2) Unipolar resistive switching of ZnO-single-wire memristors / Huang Y., Luo Y., Shen Z. [et al.] // Nanoscale Res. Lett. 2014. Vol. 9 Art. 381. DOI: 10.1186/1556-276X-9-381.
3) Nanoionics-based resistive switching memories / R. Waser, M. Aono. // Nat. Mater. 2007. № 6. Pp. 833-840. DOI: 10.1038/nmat2023.
4) Engineering electrodeposited ZnO films and their memristive switching performance / S. Lee, W.-G. Kim [et al.]. // Electrochem. Soc. 2008. P. 155, H92.
5) Unraveling ferroelectric polarization and ionic contributions to electroresistance in epitaxial Hf0.5Zr0.5O2 tunnel junctions / L. Goux, Y.-Y. Chen, L. [et al.] // D.J. Wouters Electrochem. Solid-State Lett. 2010. № 13. Pp. G54–G56
6) Удовиченко С. Ю. Пучково-плазменные технологии для создания материалов и устройств микро- и наноэлектроники. Часть 1-я. Тюмень: Издательство ТюмГУ, 2014. 87 с.
7) Руководство по эксплуатации НТК НАНОФАБ 100, модуль магнетронного напыления. «НТ-МДТ», 2011. 76 с.
8) QCM100 - Quartz Crystal Microbalance Theory and Calibration // Materials Science: [сайт].
9) Бобылев А.Н. Магнетронная технология изготовления и электрические свойства мемристора на основе смешанных оксидов металлов: специальность 01.04.15 Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика: дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2017. 105 с.
10) MicroChem. NANO PMMA and Copolymer Datasheet // MicroChem Corp: [сайт].
11) Величко А.А. Методы исследования микроэлектронных и наноэлектронных материалов и структур. Часть II. Новосибирск: НГТУ, 2014. 227 с.
12) Компании TESCAN: Официальный сайт.
13) Атомно-силовая микроскопия (АСМ) // Лабораторные работы для студентов кафедр ФТН и ФТТ факультета ФОПФ МФТИ: [электронный ресурс].
14) Калибраторы-измерители напряжения и силы тока Keithley серии 2400. Краткое руководство пользователя 2400S-900-01R. 2012.
15) Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии. М.: Техносфера, 2010. 528 с.