[發(fā)明專(zhuān)利]一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010577510.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111816765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃安平;陳學(xué)良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L45/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L45/00;C01G29/00
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛(ài)華

1.一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其結(jié)構(gòu)由下至上依次包括襯底層、底電極層、金屬鹵化物鈣鈦礦層和頂電極層；其特征在于：所述金屬鹵化物鈣鈦礦層的功能是作為阻變層，為類(lèi)雪花片狀結(jié)構(gòu)，在電場(chǎng)作用下使粒子沿其表面遷移，控制粒子的遷移路徑；所述憶阻器結(jié)構(gòu)形式包括各種“三明治”結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述金屬鹵化物鈣鈦礦為：銫鉍碘Cs₃Bi_2-xY_xI_9-2x，0x2；銫鉍溴Cs₃Bi_2-xY_xBr_9-2x，0x2；銫鉍氯Cs₃Bi_2-xY_xCl_9-2x，0x2中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：Y離子為替代Bi的離子，x為Y替代Bi的離子數(shù)；Y離子包括各種堿金屬以及堿土金屬元素，具體為鋰(Li⁺)、鈉(Na⁺)、鉀(K⁺)、鈣(Ca²⁺)中的一種；離子化合價(jià)不同，其化合物中所對(duì)應(yīng)的I、Br、Cl的原子數(shù)也不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述堿金屬/堿土金屬陽(yáng)離子以及各種金屬鹵化物鈣鈦礦在外電場(chǎng)的作用下提供帶正電的空位，并且各種金屬鹵化物鈣鈦礦類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)在外電場(chǎng)的作用下不發(fā)生變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述金屬鹵化物鈣鈦礦層的類(lèi)雪花片狀結(jié)構(gòu)為豎直堆疊，片狀結(jié)構(gòu)光滑，相互緊挨，表面像伸展交錯(cuò)的枝條，固定粒子的遷移路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述阻變層金屬鹵化物鈣鈦礦層制備方法為：將CsI、CsBr、CsCl中的一種；BiI₃、BiBr₃、BiCl₃中的一種；YI、YBr、YCl中的一種按摩爾比例3：1.8：0.2溶解在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，利用磁力攪拌器在70℃下攪拌24小時(shí)，冷卻后利用勻膠機(jī)4000rpm的轉(zhuǎn)速下旋涂生長(zhǎng)在底電極層上，然后利用退火爐在100℃的大氣環(huán)境中退火15分鐘，制備而成，片狀結(jié)構(gòu)厚度約為100nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述金屬鹵化物鈣鈦礦層阻變過(guò)程為：在頂電極層施加電場(chǎng)時(shí)，帶正電的碘空位、溴空位、氯空位中的一種在電場(chǎng)作用下沿著雪花片表面向底電極層移動(dòng)，并慢慢累積，最終形成導(dǎo)電通道；當(dāng)導(dǎo)電通道剛好連接底電極層和頂電極層時(shí)，金屬鹵化物鈣鈦礦層阻值發(fā)生變化，由絕緣體變?yōu)榘雽?dǎo)體或?qū)w；反之，當(dāng)施加負(fù)向電場(chǎng)時(shí)，空位向反方向移動(dòng)，導(dǎo)電通道斷裂，金屬鹵化物鈣鈦礦層由導(dǎo)體變?yōu)榘雽?dǎo)體或絕緣體；對(duì)離子遷移路徑起到固定作用，降低導(dǎo)電通道形成與斷裂的隨機(jī)性；且金屬鹵化物鈣鈦礦層的多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多枝狀類(lèi)雪花片結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物鈣鈦礦憶阻器，其特征在于：所述襯底層包括高度摻雜的P(100)Si、高度摻雜的P(111)Si、高度摻雜的N(100)Si或高度摻雜的N(111)Si中的一種，厚度為525μm；在Si襯底上生長(zhǎng)厚度為500nm的二氧化硅(SiO₂)；所述底電極層為依次在襯底層上生長(zhǎng)的厚度20nm的鈦(Ti)，厚度為50nm的鉑(Pt)。