[發明專利]基于單根一維納米結構材料的壓力響應存儲器件及制備方法

無效

• 申請號: 201310229769.6
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103296204A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 程抱昌;歐陽志勇;吳果紅
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明屬于微納米電子器件技術領域，具體涉及單根一維納米結構材料壓力響應存儲器件及其制備方法。

技術背景

存儲器在整個IC市場中占有十分重要的地位，目前使用的存儲器可分為揮發性隨機存儲器和非揮發性存儲器兩類。揮發性存儲器的數據存儲速度很快，但當供電結束后存儲的資料會立即消失；非揮發性存儲器的存儲速度較慢，但能在供電結束后繼續保存數據。當前，非揮發性存儲器的主流為Flash技術，其原理是通過利用浮柵電荷存儲技術改變MOS管的閾值特性以實現數據的存儲，但隨著器件尺寸的逐漸減小，基于MOS結構的Flash閃存的存儲密度很難繼續提高。因此研發存儲密度更高，兼具RAM存儲器的高速存儲特性以及Flash存儲器的非揮發性特性的新型存儲器是今后存儲器發展的必然趨勢。

當壓力作用于塊體材料時會導致其電阻變化，即壓阻效應。而納米尺度下很多材料的性能會發生奇特的變化，相對于塊體結構，有些材料其納米結構的壓阻系數會變得很高，但其阻值只有在應力作用時才改變，作用結束后又將恢復，如果材料在應力作用后能滿足以下條件：阻值仍改變且變化值取決于所產生的變化；變化后的阻值能保存且能通過其他方式恢復，那么這種材料就有可能制作成新型的可擦寫應力寫入型數據存儲器件。

發明內容

本發明的目的在于提出了基于單根一維納米結構材料壓力響應存儲器及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明所述的基于單根一維納米結構材料的壓力響應存儲器件，包括薄膜基底（1）、單根一維納米結構材料（2）、金屬電極（3）、導線（4）、封裝層（5）。單根一維納米結構材料（2）放置在薄膜基底（1）上，其兩端焊接金屬電極（3），金屬電極（3）焊接導線（4），封裝層（5）將整個單根一維納米結構材料封裝在薄膜基底（1）上。

所述的薄膜基底為聚酰亞胺（Kapton）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚苯乙烯（PS）薄膜材料。

所述的單根一維納米結構材料為硅（Si）、氧化鋅（ZnO）、二氧化錫（SnO₂）、三氧化二銦（In₂O₃）、碳/硒化鎘（C/CdSe）或碳/硫化鎘（C/CdS）。

所述的金屬電極為銀（Ag）、金（Au）或鉑（Pt）。

所述的封裝層采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作為封裝材料。

本發明所述的基于單根一維納米結構材料壓力響應存儲器的具體結構為：以薄膜作為基底，厚度為0.5~1?mm；在薄膜基底上放置單根一維納米結構材料；在單根一維納米結構材料兩端焊接金屬電極；在金屬電極上焊接導線，直徑為0.5?mm；用封裝材料將整個單根一維納米結構材料封裝在基底上，厚度為1?mm。

本發明所述的基于單根一維納米結構材料壓力響應存儲器的制備方法：在平整的薄膜基底上放置單根一維納米結構材料；在單根一維納米結構材料兩端焊接金屬電極，在潔凈的大氣環境中放置3-5小時；在兩端電極處分別焊接導線，在潔凈的大氣環境中放置3-5小時；將封裝材料緩慢地涂覆整個單根一維納米結構材料及基底，在潔凈的大氣環境中放置24小時。

本發明的柔性結構具有良好的電阻開關特性，可作為應力開關器件和應力寫入存儲器件使用，器件的制作工藝非常簡單，對于實際應用十分有利。

附圖說明

圖1基于單根一維納米結構材料的壓力傳感存儲器件正面剖視示意圖。其中，1為薄膜基底，2為單根一維納米結構材料，3為金屬電極，4為導線，5為封裝層。

圖2?基于單根一維納米結構材料的壓力傳感存儲器件俯視示意圖。

圖3?實施例的單根一維納米結構材料壓力響應存儲器件測試結果圖，圖中2為電壓，在0.5-1?V之間周期變化；1.0%靜態壓應變下單根一維納米結構材料壓力響應存儲器件。0.5V電壓下應變作用后電阻增大意味著信息可通過應變寫入；然后通過1V電壓作用后電阻恢復，意味著信息可通過相對高的電場擦除。圖中1為電流變化，2為相應的電壓。

圖4?為圖3中虛線框部分的放大圖，對應應力寫入信息和電壓擦除信息一個循環。

具體實施方式

下面通過實施例，進一步描述本發明提出的基于單根一維納米結構材料的壓力響應存儲器件。

實施例1。