[發(fā)明專利]一種低溫存儲器件的制備和調(diào)控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011517515.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112635490B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立明;周健;丁健翔;張驍;孫正明;徐東
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H10B51/30
• 分類號: H10B51/30;H01L29/47;H01L29/51;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 安徽順超知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 徐文恭

1.一種低溫存儲器件，其特征在于，該低溫存儲器件具有低溫高電流開關(guān)特性且可實現(xiàn)外場電控，以鐵電材料BaTiO₃作為隧穿層，分別以鐵磁金屬氧化物L(fēng)a_0.7Sr_0.3MnO₃、n型摻雜Nb:SrTiO₃和Au作為低溫存儲器件的上電極、底電極和頂電極；

該低溫存儲器件的制備方法包括以下步驟：

S1：將13.8wt％氧化鑭粉末、50.3wt％氧化鍶粉末和35.9wt％氧化錳粉末均勻混合，得到混合粉末A；將85wt％鈦酸鋇粉末和15wt％氧化鈦粉末均勻混合，得到混合粉末B，將混合粉末A、球磨介質(zhì)和酒精按質(zhì)量比1:1.25:1.2置于球磨罐內(nèi)球磨，得到球磨粉末A；將混合粉末B、球磨介質(zhì)和酒精按質(zhì)量比1:1.25:1.2置于球磨罐內(nèi)球磨，得到球磨粉末B；

S2：將球磨粉末A和球磨粉末B分別放入箱式爐中加熱燒結(jié)，隨后均通過單項壓片機(jī)壓成生胚，生胚通過固相燒結(jié)法進(jìn)行燒結(jié)，得到La_0.7Sr_0.3MnO₃和BaTiO₃陶瓷靶材；

S3：將La_0.7Sr_0.3MnO₃和BaTiO₃陶瓷靶材置于脈沖激光沉積系統(tǒng)的腔體內(nèi)，選用n型摻雜Nb:SrTiO₃作為襯底，分別進(jìn)行BaTiO₃陶瓷靶材和La_0.7Sr_0.3MnO₃的沉積，得到La_0.7Sr_0.3MnO₃/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質(zhì)結(jié)；

S4：將La_0.7Sr_0.3MnO₃/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質(zhì)結(jié)取出并置于管式爐中通入氧氣進(jìn)行退火；

S5：將La_0.7Sr_0.3MnO₃/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質(zhì)結(jié)進(jìn)行光刻及化學(xué)刻蝕處理，再蒸鍍一層Au電極，制得低溫存儲器件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫存儲器件，其特征在于，所述鐵磁金屬氧化物L(fēng)a_0.7Sr_0.3MnO₃在低溫下具有量子效應(yīng)，所述n型摻雜Nb:SrTiO₃為0.7wt％Nb摻雜SrTiO₃，所述Au的導(dǎo)電性質(zhì)優(yōu)異。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫存儲器件，其特征在于，步驟S1中，球磨轉(zhuǎn)速為215rpm，球磨時間為48h；步驟S2中，燒結(jié)溫度為1000-1200℃，升溫速率1-5℃/min，保溫時間為12-72h。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低溫存儲器件，其特征在于，步驟S3中，激光功率為120-260mJ，氧分壓為2×10^-3-1.2×10^-2mbar，襯底加熱溫度在700-850℃，保溫時間0.5-2h；步驟S4中，氧分壓1×10²-3×10²mbar，退火溫度為750-950℃，保溫24h進(jìn)行退火。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫存儲器件，其特征在于，步驟S5中，所述La_0.7Sr_0.3MnO₃電極層的直徑為20μm，厚度為15u.c；BaTiO₃電極層的厚度為6u.c，面積1.5cm×1.5cm；Au電極層的厚度為50μm、20nm。