《信息存储材料》课程教学大纲 课程名称：信息存储材料 课程类别：选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分：32学时、2学分 一、课程教学目的 《信息存储材料》是指用于各种存储器的一些能够用来记录和储 存信息的材料。本课程是化学与材料科学学院材料化学专业的选修课。 主要介绍在传统存储器存在各种瓶颈下发展的各种新型的非易失性 存储器，包括铁电随机存储器(FRAM)、相变存储器(PRAM)、磁阻随 机存储器(RRAW,主要从机理、材料、优缺点及发展水平方面展开， 目的是通过讲述这些新型的非易失存储器，让学生认识到信息存储的 重要性以及如何作为存储的关键因素，并对信息存储及存储材料有较 全面的认识。 二、课程教学要求 通过本课程的学习，使学生对信息存储有一定的认识，掌握各种 新型存储器的工作原理，了解其发展现状。 三、先修课程 学生学习完《无机化学》、《功能材料概论》和《材料物理导论》 以后开设本课程
《信息存储材料》课程教学大纲 课程名称：信息存储材料 课程类别：选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分：32 学时、2 学分 一、课程教学目的 《信息存储材料》是指用于各种存储器的一些能够用来记录和储 存信息的材料。本课程是化学与材料科学学院材料化学专业的选修课。 主要介绍在传统存储器存在各种瓶颈下发展的各种新型的非易失性 存储器，包括铁电随机存储器（FRAM）、相变存储器(PRAM)、磁阻随 机存储器(RRAM),主要从机理、材料、优缺点及发展水平方面展开， 目的是通过讲述这些新型的非易失存储器，让学生认识到信息存储的 重要性以及如何作为存储的关键因素，并对信息存储及存储材料有较 全面的认识。 二、课程教学要求 通过本课程的学习，使学生对信息存储有一定的认识，掌握各种 新型存储器的工作原理，了解其发展现状。 三、先修课程 学生学习完《无机化学》、《功能材料概论》和《材料物理导论》 以后开设本课程
四、课程教学重、难点 本课程重，点介绍RRAM的材料、器件结构、转变机制。 本课程难点是各类存储器的物理模型以及拓展应用。 五、课程教学方法与教学手段 教学方法：课程讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分 析问题和解决问题的能力：增加讨论课，调动学生学习的主观能动性： 讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 教学手段：在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合 的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。 六、课程教学内容 第1章传统存储器（4学时) 1.教学内容 （1)存储器概述： (2)易失性存储器： (3)非易失性存储器： 2.重、难点提示 (1)教学重点：传统存储器的工作原理及其存在的问题： (2)教学难点：传统存储器的架构及其工作原理。 第2章铁电随机存储器(6学时) 1.教学内容 (1)工作原理：存储介质材料类型，存储器结构分析： (2)作为存储器的优势和面临的挑战。 2.重、难点提示
四、课程教学重、难点 本课程重点介绍 RRAM 的材料、器件结构、转变机制。 本课程难点是各类存储器的物理模型以及拓展应用。 五、课程教学方法与教学手段 教学方法：课程讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分 析问题和解决问题的能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性； 讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 教学手段：在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合 的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。 六、课程教学内容 第 1 章 传统存储器（4 学时） 1．教学内容 （1）存储器概述； （2）易失性存储器； （3）非易失性存储器； 2．重、难点提示 （1）教学重点：传统存储器的工作原理及其存在的问题； （2）教学难点：传统存储器的架构及其工作原理。 第 2 章 铁电随机存储器（6 学时） 1．教学内容 （1）工作原理；存储介质材料类型，存储器结构分析； （2）作为存储器的优势和面临的挑战。 2．重、难点提示
(1)教学重点：工作原理和材料种类： (2)教学难点：存储器结构分析。 第3章相变存储器(6学时) 1.教学内容 (1)工作原理：存储介质材料类型，存储器结构分析： (2)作为存储器的优势和面临的挑战： (3)应用市场情况。 2.重、难点提示 (1)教学重点：工作原理和材料种类： (2)教学难点：存储器结构分析。 第4章磁随机存储器(6学时) 1.教学内容 (1)工作原理，存储介质材料类型，存储器结构分析： (2)作为存储器的优势和面临的挑战： (3)应用市场情况以及未来发展趋势。 2.重、难点提示 (1)教学重点：工作原理，存储介质材料类型： (2)教学难点：存储器结构分析。 第5章阻变存储器(8学时) 1.教学内容 (1)工作原理： (2)材料体系及制备方法 (3)转变机制： (4)集成结构： (5)应用市场前景。 2.重、难点提示 (1)教学重点：材料体系和转变机制： (2)教学难点：集成结构解析
(1)教学重点：工作原理和材料种类； (2)教学难点：存储器结构分析。 第 3 章 相变存储器（6 学时） 1．教学内容 （1）工作原理；存储介质材料类型，存储器结构分析； （2）作为存储器的优势和面临的挑战； （3）应用市场情况。 2．重、难点提示 (1)教学重点：工作原理和材料种类； (2)教学难点：存储器结构分析。 第 4 章 磁随机存储器（6 学时） 1．教学内容 （1）工作原理，存储介质材料类型，存储器结构分析； （2）作为存储器的优势和面临的挑战； （3）应用市场情况以及未来发展趋势。 2．重、难点提示 （1）教学重点：工作原理，存储介质材料类型； （2）教学难点：存储器结构分析。 第 5 章 阻变存储器（8 学时） 1．教学内容 （1）工作原理； （2）材料体系及制备方法； （3）转变机制； （4）集成结构； （5）应用市场前景。 2．重、难点提示 （1）教学重点：材料体系和转变机制； （2）教学难点：集成结构解析
第6章阻变存储器的拓展应用(2学时) 1.教学内容 (1)神经突触模拟： (2)类脑计算： (3)电阻转变效应对磁性的调制： 2.重、难点提示 教学重点：如何进行神经突触模拟？ 教学难点：如何实现类脑计算？ 七、学时分配 教学环节 章目 教学内容 理论教学学时 一 传统存储器 4 二 铁电随机存储器 6 三 相变存储器 6 四 磁随机存储器 6 五 阻变存储器 8 六 阻变存储器的拓展应用 4 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试：开卷。 2.成绩构成 试卷成绩
第 6 章 阻变存储器的拓展应用（2 学时） 1．教学内容 （1）神经突触模拟； （2）类脑计算； （3）电阻转变效应对磁性的调制： 2．重、难点提示 教学重点：如何进行神经突触模拟？ 教学难点：如何实现类脑计算？ 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 一 传统存储器 4 二 铁电随机存储器 5 三 相变存储器 5 四 磁随机存储器 6 五 阻变存储器 8 六 阻变存储器的拓展应用 4 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试；开卷。 2.成绩构成 试卷成绩
九、选用教材和参考书目 [1]《阻变存储器材料与器件》，潘峰，陈超编著，科学出版社，2014年； [2]《新型阻变存储技术》，刘明等著，科学出版社，2014年； [3]《阻变存储器》，林般茵等编，科学出版社，2014年； [4 Resistive Switching From Fundamentals of Nanoionic Redox Processes to Memristive Device Applications),D.lelmini,R.Waser,John Wiley and Sons Ltd,2015
九、选用教材和参考书目 ［1］《阻变存储器材料与器件》，潘峰，陈超编著，科学出版社，2014 年； ［2］《新型阻变存储技术》，刘明等著，科学出版社，2014 年； ［3］《阻变存储器》，林殷茵等编，科学出版社，2014 年； ［ 4 ］《 Resistive Switching From Fundamentals of Nanoionic Redox Processes to Memristive Device Applications》, D. Ielmini, R. Waser, John Wiley and Sons Ltd, 2015