忆阻器件的评估,一般包括直流特性、脉冲特性与交流特性测试,分析器件在相应的直流、脉冲与交流作用下的忆阻特性,以及针对忆阻器件的保持力、稳定性等非电学特性进行测量。一般主要测试如下表所示。
直流l-V特性测试
不同极性、不同大小的电压(电流)激励会使忆阻器阻值发生一定的变化,直流l-V特性直接反映了器件在不同电压(电流)激励下的阻值变化情况,是表征器件电学特性的基本手段。通过直流特性测试曲线可以初步研究忆阻器器件的阻变特性及阈值电压/电流特性,并观察其l-V、R-V等特性曲线。
交流l-V与C-V特性测试
由于理想忆阻器其阻值随流经其电荷量变化而变化,传统的直流I-V扫描以阶梯状信号进行输出测试，直流特性测试时,其冲击电流和冲击脉冲对流经忆阻器的瞬时电荷量产生较大的变化,阻值影响也较大,因此传统直流扫描得出的l-V曲线并不能真实反映忆阻器的特性。
脉冲特性与保持力测试
忆阻器的脉冲特性具体包括对测试样品的多阻态特性、阻态切换速率和切换幅值,以及阻态切换耐久性等性能的测试。
多阻态特性表征了忆阻器在不同操作方式下体现的多阻态特性,直接反映了忆阻器的非线性电阻特性。阻态切换速率和切换幅值表征了忆阻器在不同阻态下切换的难易程度,保持激励脉冲幅值一定,能使忆阻器阻态发生改变的最小脉冲宽度越小,则其阻态切换速率越高,反之越低;保持激励脉冲宽度一定,能使忆阻器阻态发生改变的最小脉冲幅值越低,则忆阻器阻变更容易。阻态切换耐久性,通过选择合适的脉冲,测量忆阻器在脉冲作用下阻态来回切换的次数,这一参数大小体现了器件的阻变稳定性。
忆阻器基础性能测试解决方案
整套测试系统基于普赛斯S/P/CP系列高精度数字源表(SMU),配合探针台、低频信号发生器、示波器以及专用上位机软件等,可用于忆阻器基本参数测试、中速脉冲性能测试、交流特性测试,适用于新材料体系及特殊网络物理机制等研究。
普赛斯高精度数字源表(SMU)在半导体特性测量和表征中,具有极其重要的作用。它具有比普通的电流表、电压表更高的精度,在对微弱电压、小电流信号的测试中具有极高的灵敏度。此外,随着测量过程中对灵敏度、速度、远端电压检测和四象限输出的要求不断提高,传统的可编程电源难以胜任。普赛斯S/P/CP系列高精度数字源表(SMU)用于忆阻器作为激励源产生电压或电流扫描测试信号,并实时测试样品对应的电流或电压反馈值,结合专用测试软件,可以实时输出直流或者脉冲l-V特性曲线。
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