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氧化物电致电阻变换与自束缚载流子
熊光成
2012 (5):
233-283.
在多种氧化物材料和器件中观察到了可重复、可复制和可反转的电致电阻变换或电阻开
关(resistance switching) 行为，这种行为可能应用于不丢失信息存储，因此得到了广泛关注。由
于材料和样品结构的多样性和观察到的氧化物电致电阻变换效应显现出多层次的行为，这为分析
驱动机制带来了复杂性。目前，提出了多种假设来解释氧化物电阻变换效应，而最广泛使用的是
的氧空位扩散（负离子迁移）形成导电细丝的模型，而导电细丝的形成和破坏对应于电阻变换效
应的“开”与“关”。然而，分析不同实验组发表的大量实验结果清楚表明，氧化物电致电阻变换
存在着不依赖电场极性、电致电阻变换下锰氧化物材料的电阻下降以及材料离子化学态的发生变
化等重要特征。这些实验结果展示的共有主要特征清楚说明，氧化物电致电阻变换的机制应该不
是电场下氧空位迁移形成导电细丝模型所描述的。认真分析和可调整超导、磁学性质等结果都表
明，我们应该考虑载流子注入效应。虽然彻底理解氧化物电致电阻变换行为仍然需要进一步的研
究工作，但载流子注入与自束缚载流子观点描绘出了相当合理的图像， 来理解观察到的大量不同
研究组发表的多种多样氧化物电致电阻变换行为实验结果。综合来看，外加电场下氧化物的电阻
变换与引起的相关现象可能会开辟出一个奇异的全新研究与应用领域。
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