基于高k材料與能帶工程的閃存器件研究的開題報(bào)告

基于高k材料與能帶工程的閃存器件研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品的普及和需求不斷增加，對(duì)存儲(chǔ)器件的要求也越來越高。作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的基石，閃存器件一直備受關(guān)注。但傳統(tǒng)的電性浮閃存器件因?yàn)楣に囍圃祀y度大而且晶體管維度縮小導(dǎo)致了存儲(chǔ)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(shí)有助于彌補(bǔ)絕緣性能的不足，對(duì)于提高閃存器件的存儲(chǔ)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(dòng)態(tài)功耗的同時(shí)提高存儲(chǔ)密度和存儲(chǔ)速度。與高k材料相結(jié)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(yīng)用前景，因此對(duì)于能帶工程的閃存器件的研究也備受人們的關(guān)注。因此，本研究將在高k材料與能帶工程的基礎(chǔ)上，探究如何提高閃存器件的存儲(chǔ)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(gè)方面，利用第一性原理計(jì)算來探究如何提高閃存器件的存儲(chǔ)密度和性能。1.高k材料的應(yīng)用研究在高k材料的研究方面，將主要從材料選擇、晶體結(jié)構(gòu)、晶體生長(zhǎng)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(jì)算研究其物理化學(xué)性質(zhì)。（2）優(yōu)選高k材料晶體結(jié)構(gòu)，探尋其相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)高k材料的穩(wěn)定性、壓阻等性質(zhì)進(jìn)行研究。（3）研究高k材料的晶體生長(zhǎng)方法，分析生長(zhǎng)過程中的影響因素及影響機(jī)理，優(yōu)化高k材料晶體的生長(zhǎng)工藝。2.能帶工程的應(yīng)用研究在能帶工程的研究方面，將主要從能帶調(diào)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(jì)算研究能帶調(diào)控的機(jī)制，分析不同的能帶調(diào)控方法對(duì)閃存器件性能的影響。（2）結(jié)合高k材料，進(jìn)行器件設(shè)計(jì)，利用第一性原理計(jì)算研究器件性能。（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證及分析，對(duì)器件的優(yōu)化提出具體的建議。三、預(yù)期成果通過本研究，預(yù)計(jì)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(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性。（2）探究并優(yōu)化高k材料晶體的生長(zhǎng)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(duì)提高器件性能的影響，優(yōu)化閃存器件的設(shè)計(jì)。（4）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出針對(duì)閃存器件優(yōu)化的具體建議。四、進(jìn)度安排本研究計(jì)劃于2022年開始，完成時(shí)間預(yù)計(jì)為3年。具體進(jìn)度安排如下：年度|工作計(jì)劃2022|針對(duì)高k材料的篩選及物理性質(zhì)的研究；2023|針對(duì)高k材料晶體結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)工藝的研究；2024|針對(duì)能帶工程及閃存器件性能的研究，建立實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。五、研究意義本研究將結(jié)合高k材料和能帶工程兩大領(lǐng)域，探究如何提高閃存器件的存儲(chǔ)密度和性能，具有以下重要意義：（1）為提高現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器件的性能開辟了新途徑。（2）為高k材料和能帶工程