[發明專利]無鉛雜化鈣碳礦材料電存儲器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201810482334.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108649118A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 路建美;賀競輝;錢文虎
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種無鉛雜化鈣碳礦材料電存儲器件及其制備方法，成功實現了憶阻、憶容的電存儲行為；同時由于制備過程簡單、器件性能穩定可靠、重復性/柔性好，讓人印象深刻。本發明提供了憶阻器件、尤其是憶容器件的一種全新設計思路，利用本發明技術方案不僅可以制備憶阻器件，更能得到全新概念的憶容器件。不僅拓展了無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃在各類存儲器件元件中的應用，更促進包括電路模型分析、基礎電路設計、高性能集成電路、生物記憶行為仿真、混沌理論、工業智能PID控制器等各學科的快速發展。

技術領域

本發明屬于有機－無機雜化半導體材料技術領域，具體涉及無鉛雜化鈣碳礦材料電存儲器件及其制備方法。

背景技術

在過去幾十年，無機半導體存儲器件的存儲容量明顯發生了增加，同時尺寸也顯著縮小。其基本存儲單元是“電極/材料/電極”簡單三明治結構，實現存儲原理在施加電場下呈現兩個明顯的導電態，即“0”或“OFF”態和“1”或“ON”態，從而實現了信息存儲。然而目前也遇到一些急需解決的難題，如平版印刷技術分辨率的限制、制備工藝復雜以及制作高成本等。為了滿足信息時代海量存儲的要求，克服技術上物理分辨率限制，同時能夠滿足低成本、易于大規模制備、能在各種環境下使用等現實需求，愈來愈多的研究機構開始了新興電存儲技術的研究，如鐵電存儲器(FeRAM)、磁隨機存儲器(MRAM)、有機電存儲器(OBM)、相變存儲器(PCM)、納米晶存儲器、碳納米管存儲器以及阻變式存儲器(ReRAM)包括憶阻器、憶容器、憶感器等。不過現有技術依然存在制備成本高、工藝復雜、存儲密度小等問題。

發明內容

針對上述情況，本發明使用無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃制備憶阻器件、憶容器件的方法，即制備成的三明治結構的電存儲器件，成功實現了憶阻、憶容的電存儲行為；同時由于制備過程簡單、器件性能穩定可靠、重復性/柔性好，相關性能讓人印象深刻。

本發明還公開了無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃材料制備及表征、存儲器件的結構及制備、存儲器件的性能測試與分析。

本發明采用如下技術方案：

本發明公開了無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃在制備憶阻器件、憶容器件或者電存儲器件中存儲材料的應用。

上述技術方案中，以溴化錫、甲胺氫溴酸鹽為原料，制備得到無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃；具體為將溴化錫、甲胺氫溴酸鹽溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，制備成（5mol/L)的前驅體溶液，再旋涂成膜，制備得到無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃薄膜。

上述技術方案中，所述電存儲器件的結構為SiO₂/ITO/MASnBr₃/Au結構或者Au/MASnBr₃/ITO/PET結構。

本發明公開了一種無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃的制備方法，包括以下步驟，氮氣下，取SnBr₂與NH₃CH₂?HBr溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，攪拌制備成前驅體溶液；再將前驅體溶液旋涂成膜，制備得到無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃的電存儲器件。

上述技術方案中，SnBr₂與NH₃CH₂?HBr的摩爾比為1:1；攪拌的速度為每分鐘600轉。

本發明還公開了一種無鉛雜化鈣碳礦MASnBr₃電存儲器件，所述電存儲器件的結構為SiO₂/ITO/MASnBr₃/Au結構或者Au/MASnBr₃/ITO/PET結構。所述電存儲器件包括憶阻器件、憶容器件，兩者結構一致。