基于高k材料與能帶工程的閃存器件研究的開題報告

基于高k材料與能帶工程的閃存器件研究的開題報告一、研究背景與意義隨著現(xiàn)代科技的不斷進步，電子產品的普及和需求不斷增加，對存儲器件的要求也越來越高。作為現(xiàn)代計算機存儲的基石，閃存器件一直備受關注。但傳統(tǒng)的電性浮閃存器件因為工藝制造難度大而且晶體管維度縮小導致了存儲密度的難以提高。高k材料的引入可以有效地縮小電容面積，同時有助于彌補絕緣性能的不足，對于提高閃存器件的存儲密度和性能有很大的幫助。相比于傳統(tǒng)的電性浮閃存器件，能帶工程的閃存器件可以在降低動態(tài)功耗的同時提高存儲密度和存儲速度。與高k材料相結合，能帶工程的閃存器件將在提高閃存器件可靠性、容量上有更大的應用前景，因此對于能帶工程的閃存器件的研究也備受人們的關注。因此，本研究將在高k材料與能帶工程的基礎上，探究如何提高閃存器件的存儲密度和性能。二、研究思路與方法本研究將圍繞高k材料和能帶工程兩個方面，利用第一性原理計算來探究如何提高閃存器件的存儲密度和性能。1.高k材料的應用研究在高k材料的研究方面，將主要從材料選擇、晶體結構、晶體生長以及材料性能等方面展開研究。主要涉及以下步驟：（1）篩選合適的高k材料，利用第一性原理計算研究其物理化學性質。（2）優(yōu)選高k材料晶體結構，探尋其相對穩(wěn)定的結構，從而對高k材料的穩(wěn)定性、壓阻等性質進行研究。（3）研究高k材料的晶體生長方法，分析生長過程中的影響因素及影響機理，優(yōu)化高k材料晶體的生長工藝。2.能帶工程的應用研究在能帶工程的研究方面，將主要從能帶調控和器件性能方面展開研究。主要涉及以下步驟：（1）利用第一性原理計算研究能帶調控的機制，分析不同的能帶調控方法對閃存器件性能的影響。（2）結合高k材料，進行器件設計，利用第一性原理計算研究器件性能。（3）結合實驗數(shù)據，對研究結果進行驗證及分析，對器件的優(yōu)化提出具體的建議。三、預期成果通過本研究，預計取得以下成果：（1）篩選出適合用于閃存器件的高k材料，研究高k材料的物理化學性質及穩(wěn)定性。（2）探究并優(yōu)化高k材料晶體的生長工藝，以提高高k材料的制備效率和完整性。（3）研究能帶工程對提高器件性能的影響，優(yōu)化閃存器件的設計。（4）通過實驗驗證，提出針對閃存器件優(yōu)化的具體建議。四、進度安排本研究計劃于2022年開始，完成時間預計為3年。具體進度安排如下：年度|工作計劃2022|針對高k材料的篩選及物理性質的研究；2023|針對高k材料晶體結構及生長工藝的研究；2024|針對能帶工程及閃存器件性能的研究，建立實驗驗證方法。五、研究意義本研究將結合高k材料和能帶工程兩大領域，探究如何提高閃存器件的存儲密度和性能，具有以下重要意義：（1）為提高現(xiàn)代計算機存儲器件的性能開辟了新途徑。（2）為高k材料和能帶工程