Nb掺杂SrTiO3阻变效应的扫描隧道显微镜(谱)研究的开题报告.docx

Nb掺杂SrTiO3阻变效应的扫描隧道显微镜(谱)研究的开题报告 一、研究背景和意义 阻变材料作为一种新兴的电子功能材料，在电子信息领域具有广泛的应用前景。另外，阻变材料具有非易失性、存储速度快、功耗低等优点，同样在存储器等领域应用前景广阔。要实现阻变效应，通常需要引入掺杂或缺陷等非完美因素，而掺杂是一种常用手段。 掺杂SrTiO3材料中掺杂Nb元素，是一种常见的阻变掺杂方法。此种阻变效应源于掺杂造成的局部电荷状态和结构畸变。然而，这方面的研究报道较少，因此需要深入探究其机理，为其应用提供理论基础。 扫描隧道显微镜(STM)作为一种高分辨率的表征手段，可以实现对掺杂材料表面原子分辨率的成像，结合谱学技术，可以对表面形貌和基本材料性质与表现出的电学特性进行定量分析。因此，利用STM技术对掺杂SrTiO3材料的Nb-阻变效应进行研究，可以深入揭示掺杂对SrTiO3材料基本电学性质的影响机制，为阻变材料的应用研究提供理论基础和实验数据支撑。 二、研究内容和目标 本论文旨在利用STM技术和谱学技术，结合基本电学测试手段，研究掺杂SrTiO3材料中掺杂Nb元素对阻变效应的影响机制。主要研究内容如下： 1、通过STM技术观察掺杂后SrTiO3材料中的表面物相变化、微观结构、表面形貌，探究掺杂对表面的影响机制。 2、通过透射电镜等手段对SrTiO3材料的整体微观结构进行分析。 3、通过I-V测试和磁场效应测试，探究掺杂对SrTiO3材料电学性质的影响。结合STM和透射电镜等分析手段，进一步分析阻变效应的机理。 三、研究方法和步骤 本论文主要采用如下研究方法和步骤： 1、SrTiO3样品制备：采用溶胶-凝胶法制备SrTiO3样品，并在样品中掺杂适量Nb元素。 2、STM观察：结合STM技术，观察SrTiO3样品表面形貌、微观结构以及表面原子分布情况，探究掺杂对表面的影响机制。 3、透射电镜分析：通过透射电镜等手段，对SrTiO3样品的整体微观结构进行分析，与STM观察结果进行对比分析，确定掺杂对材料的整体结构是否发生变化。 4、电学性能测试：采用I-V测试和磁场效应测试等手段，对SrTiO3样品进行测试，以研究掺杂对其电学性能的影响。 5、数据处理和结果分析：对实验数据进行处理，结合STM观察、透射电镜等分析结果，对阻变效应的机理进行分析和探讨。 四、研究预期成果 1、通过STM技术观测掺杂后SrTiO3材料表面的形貌、微观结构和表面原子分布情况，深入探究掺杂对表面的影响机制。 2、通过透射电镜分析，确定掺杂对SrTiO3材料整体结构的影响。 3、结合I-V测试和磁场效应测试，探究掺杂对SrTiO3材料电学性能的影响。 4、深入研究掺杂对SrTiO3材料阻变效应的影响机理，探讨阻变效应的本质。 五、进度安排 本论文的工作计划预计为两年，具体进度安排如下： 第一年： 1、完成SrTiO3样品的制备，进行STM观察和透射电镜分析，并初步探究掺杂对表面和整体结构的影响机制。 2、进行I-V测试和磁场效应测试，初步探究掺杂对SrTiO3材料电学性能的影响。 3、进行数据处理和分析，撰写论文初稿。 第二年： 1、进行更深入的STM观察和透射电镜分析，研究掺杂对SrTiO3材料的影响机制。 2、深入研究掺杂对SrTiO3材料电学性能的影响，并确定阻变效应的本质。 3、完成论文撰写和定稿，准备论文发表和答辩。