基于第一性原理计算的Ti掺杂ZrO_2的阻变存储机理

摘要

基于第一性原理对双Ti掺杂下相邻位置氧空位形成能以及整体缺陷结合能进行计算,阐述不同相对位置双Ti掺杂对氧空位形成以及整体缺陷稳定性的影响。另外通过配置双Ti之间氧空位数量及其价态来研究电子局域函数及Ti离子的部分态密度(PDOS),模拟计算结果说明了既存氧空位及其所带电荷对Ti离子的影响,并且揭示了掺杂的Ti离子对于氧空位电子局域的重要作用。提出了氧空位辅助Ti离子形成局部导电细丝的阻变机制模型,从而解释了实验中得出的Ti掺杂对于ZrO2的形成电压,均匀性等相关阻变性能改进的原因。