[发明专利]一种电致电阻转变功能器件的处理方法及一种超大磁电阻器件

权利要求书

1.一种电致电阻转变功能器件的处理方法，该器件具有“底电极/介质层/顶电极”的三明治结构，其中，底电极为磁性导电材料，顶电极为磁性导电材料；

在底电极与顶电极之间施加正向电压时电极原子离化并进行迁移与还原反应，在介质层中形成物理连通底电极和顶电极的磁性纳米导电丝，器件的电阻由高阻态跳变到低阻态；然后，在底电极与顶电极之间施加反向电压，该磁性纳米导电丝断开，器件的电阻从低阻态返回高阻态；

其特征是：当纳米导电丝形成，器件处于低阻态时，撤去底电极与顶电极之间的施加电压，对器件施加磁场，磁场从初始值逐渐增加，在某一临界磁场，器件电阻突变，获得超大电阻，器件呈超高阻态；从临界磁场值继续增大磁场，该超大电阻基本保持不变；将磁场向初始值返回，在另一磁场临界值，器件电阻突变，恢复低阻态；

所述超大电阻是低阻态时对应电阻的10-100倍。

2.如权利要求1所述的电致电阻转变功能器件的处理方法，其特征是：磁场方向平行或垂直器件表面。

3.如权利要求1或2所述的电致电阻转变功能器件的处理方法，其特征是：所述的磁性导电材料包括Ni、Co、Fe、Gd中的一种或两种。

4.如权利要求1或2所述的电致电阻转变功能器件的处理方法，其特征是：底电极与顶电极之间施加正向电压与反向电压的具体电处理过程如下：

(1)施加正向电压

将所述器件的顶电极接地，底电极施加正电压，或者底电极接地，顶电极施加正电压，限制电流值为预设电流值，并且0预设电流值器件的最大耐受电流值，逐渐增大电压，当电压值大于或者等于某一电压值时，电流值发生突变，达到预设电流值；

此过程使底电极磁性离子或顶电极磁性离子迁移到介质层中并发生氧化还原反应形成磁性纳米导电丝，器件处于低阻态；

(2)施加反向电压

将所述器件的顶电极接地，底电极施加负电压，或者底电极接地，顶电极施加负电压，在器件的最大耐受电流值范围之内不限制电流，逐渐增大负电压，当电压值大于或者等于某一电压值时，电流值突然减小，磁性纳米导电丝断开，器件处于高阻态。

5.如权利要求4所述的电致电阻转变功能器件的处理方法，其特征是：重复上述过程(1)，磁性纳米导电丝重新形成，器件再次处于低阻态，然后重复上述过程(2)，磁性纳米导电丝断开，器件重新返回高阻态。

6.如权利要求1或2所述的电致电阻转变功能器件的处理方法，其特征是：对该器件施加的磁场包括正向磁场与反向磁场，磁场施加过程如下：

(a)施加正向磁场，磁场从初始值逐渐增大至第一预设值，然后从第一预设值逐渐减小至初始值

在此过程中，器件电阻在第一临界值突然大大增加，器件呈超高阻态，继续增大磁场至第一预设值，器件电阻不变，器件保持超高阻态；当磁场从第一预设值返回时，在第二临界值器件电阻突然大大减小，器件恢复为低阻态，继续减小磁场到初始值，器件保持低阻态；

(b)施加反向磁场，磁场从初始值逐渐增大至第二预设值，然后从第二预设值逐渐减小至初始值

在此过程中，器件电阻在第三临界值突然大大增加，器件呈超高阻态，继续增大磁场至第二预设值，器件电阻不变，器件保持超高阻态；当磁场从第二预设值返回时，在第四临界值器件电阻突然大大减小，器件恢复为低阻态，继续减小磁场到初始值，器件保持低阻态。

7.一种超大磁电阻器件，是利用权利要求1或2所述的处理方法处理后得到的器件。

8.如权利要求7所述的超大磁电阻器件作为逻辑功能单元或者存储功能单元的应用。