[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811089163.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109192855B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談國(guó)強(qiáng);劉云;郭美佑;薛敏濤;任慧君;夏傲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L43/08
• 分類(lèi)號(hào): H01L43/08;H01L43/10;H01L43/12
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明提供一種具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)及其制備方法，包括復(fù)合在一起的下層膜和上層膜；下層膜化學(xué)式為ZnO，六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)；上層膜化學(xué)式為Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃，扭曲的菱方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群R3c。制備方法包括以下步驟：制備ZnO前驅(qū)液；在FTO/Glass基板上旋涂ZnO前驅(qū)液，烘烤，退火得到晶態(tài)ZnO薄膜；制備BEFMO前驅(qū)液，在晶態(tài)ZnO薄膜上旋涂BEFMO前驅(qū)液，烘烤，退火，即得到BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)。本發(fā)明所述的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出很好的電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，涉及一種具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)及其制備方法。

背景技術(shù)

多鐵性鐵酸鉍BiFeO₃(簡(jiǎn)寫(xiě)B(tài)FO)材料是目前唯一在室溫同時(shí)具有鐵電和鐵磁性的多鐵性材料，具有優(yōu)異的鐵電和磁電耦合特性，在新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器件、多功能傳感器件、自旋電子器件、光伏器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。鐵酸鉍基阻變存儲(chǔ)器件結(jié)合了鐵電存儲(chǔ)器和阻變存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)鐵電極化的反轉(zhuǎn)調(diào)控界面勢(shì)壘和載流子輸運(yùn)特性，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)高低阻態(tài)切換，而非缺陷調(diào)控阻變行為，顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

由于BFO在外電場(chǎng)下極化反轉(zhuǎn)較快，因此具有高速讀寫(xiě)優(yōu)勢(shì)。然而，BiFeO₃薄膜中鉍元素的易揮發(fā)以及部分Fe³⁺向Fe²⁺的轉(zhuǎn)變，使薄膜中產(chǎn)生較多的氧空位，從而導(dǎo)致BiFeO₃薄膜存在著嚴(yán)重的漏電現(xiàn)象和較大的矯頑場(chǎng)，難以極化，很難獲得較高的剩余極化值，因此阻變機(jī)制往往不同于理想的鐵電極化調(diào)控的阻變結(jié)構(gòu)，實(shí)際鐵酸鉍的阻變特性受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)及其制備方法，制得的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)鐵電性能好，且電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)好。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)，包括復(fù)合在一起的下層膜和上層膜；下層膜化學(xué)式為ZnO，六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)；上層膜化學(xué)式為Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃，扭曲的菱方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群R3c。

優(yōu)選的，高低阻態(tài)開(kāi)關(guān)比R_HRS/R_LRS為4.62～74.76。

優(yōu)選的，在1kHz磁場(chǎng)下，在40～50V的電壓下，剩余極化值P_r為27～40μC/cm²，其電滯回線矩形度R_sq＝0.99～1.05，矯頑場(chǎng)強(qiáng)為384～466kV/cm。

一種所述的具有電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)的BEFMO/ZnO復(fù)合異質(zhì)結(jié)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將C₄H₆O₄Zn·2H₂O溶于乙二醇甲醚和乙醇胺的混合液中，攪拌均勻，得到ZnO前驅(qū)液；

步驟2，采用旋涂法在FTO/Glass基板上旋涂ZnO前驅(qū)液，得到ZnO濕膜，濕膜經(jīng)勻膠后在280～300℃烘烤得干膜，再于550～580℃下退火得到晶態(tài)ZnO薄膜；

步驟3，待晶態(tài)ZnO薄膜降溫后，在晶態(tài)ZnO薄膜上重復(fù)步驟2，達(dá)到預(yù)設(shè)厚度，即得到ZnO薄膜；