[發(fā)明專利]一種阻變層材料、憶阻器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110605703.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113363383B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦;王正;鮮林燕;賀德衍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): H10N70/20
• 分類號(hào): H10N70/20
• 代理公司: 北京元理果知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11938
• 代理人: 饒小平

本發(fā)明提供一種阻變層材料、憶阻器及其制備方法，涉及電子器件領(lǐng)域。該阻變層材料包括羧化殼聚糖、聚乙烯醇和硝酸銨。將其形成的阻變層應(yīng)用于憶阻器中，通過聚合物對(duì)于金屬離子產(chǎn)生束縛作用能使電阻態(tài)緩慢的發(fā)生變化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脈沖的增強(qiáng)抑制，而不是瞬間從高阻態(tài)變成低阻態(tài)，在施加脈沖后有兩個(gè)量級(jí)的電導(dǎo)狀態(tài)改變，并且不會(huì)達(dá)到限流，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的突觸可塑性，如興奮性突觸后電流、抑制性突觸后電流。本發(fā)明在將來的類腦憶阻器件上有非常好的應(yīng)用價(jià)值，這對(duì)于突觸計(jì)算和信息存儲(chǔ)是不可或缺的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種阻變層材料、憶阻器及其制備方法。

背景技術(shù)

電子技術(shù)和信息科學(xué)的飛速發(fā)展，對(duì)各種類型的器件結(jié)構(gòu)、材料和計(jì)算方法提出了要求。存儲(chǔ)設(shè)備是電子器件中最重要的部件之一，特別是基于憶阻器的存儲(chǔ)器在下一代信息技術(shù)中具有潛在的應(yīng)用。金屬-絕緣體-金屬結(jié)構(gòu)的憶阻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非易失性存儲(chǔ)以及通過絕緣體層連續(xù)模擬電阻切換進(jìn)行計(jì)算等顯著優(yōu)點(diǎn)。其中，基于氧化還原的電阻開關(guān)憶阻器由于其高運(yùn)行速度、低功耗、高耐久性和保持特性，被認(rèn)為是未來非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)中的最有前途的器件之一，其原理是在交變電場(chǎng)下金屬離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)電細(xì)絲形成和溶解進(jìn)而發(fā)生電導(dǎo)的改變。器件中金屬離子的遷移使得電導(dǎo)態(tài)的改變和人腦神經(jīng)突觸中鈣離子的遷移、神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞使得膜電位緩慢發(fā)生變化極其相似，使憶阻器模擬人工神經(jīng)突觸具備了可能性。但是以往的金屬離子基憶阻器往往只能在兩個(gè)電導(dǎo)態(tài)下發(fā)生轉(zhuǎn)變，從高阻態(tài)到低阻態(tài)是一個(gè)突變的過程，施加脈沖后瞬間電導(dǎo)發(fā)生突變達(dá)到限流，無法實(shí)現(xiàn)多重電阻態(tài)的改變，很難模擬出人腦突觸的可塑性。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的憶阻器無法實(shí)現(xiàn)多重電阻態(tài)的改變，很難模擬出人腦突觸可塑性的缺陷，從而提供一種阻變層材料及憶阻器。

第一方面，本發(fā)明挺一種阻變層材料，包括：羧化殼聚糖、聚乙烯醇和硝酸銨。

進(jìn)一步地，所述的阻變層材料還包括溶劑。

進(jìn)一步地，所述溶劑包括：去離子水。

進(jìn)一步地，所述的阻變層材料，按重量份數(shù)計(jì)，包括：羧化殼聚糖6-54份、聚乙烯醇6-54份和硝酸銨40份，其中，羧化殼聚糖和聚乙烯醇的重量份數(shù)之和為60份。

進(jìn)一步地，所述的阻變層材料，按重量份數(shù)計(jì)，包括：羧化殼聚糖36份、聚乙烯醇24份和硝酸銨40份；或者羧化殼聚糖48份、聚乙烯醇12份和硝酸銨40份。。

第二方面，本發(fā)明提供阻變層材料的制備方法，包括：將羧化殼聚糖、聚乙烯醇和硝酸銨溶于去離子水中，得到所述阻變層材料。

進(jìn)一步地，每10mL去離子水中加入6～54mg羧化殼聚糖、6～54mg聚乙烯醇和40mg硝酸銨，其中羧化殼聚糖和聚乙烯醇的重量值和為60mg。

進(jìn)一步地，每10mL去離子水中加入36mg羧化殼聚糖、24mg聚乙烯醇和40mg硝酸銨。

進(jìn)一步地，每10mL去離子水中加入48mg羧化殼聚糖、12mg聚乙烯醇和40mg硝酸銨。

第三方面，本發(fā)明提供一種憶阻器，包括所述的阻變層材料形成的阻變層。

進(jìn)一步地，所述的憶阻器包括：第一電極、所述阻變層和第二電極。

進(jìn)一步地，所述第一電極包括W電極，所述第二電極包括Ag電極，所述第一電極的厚度為50～100nm，所述阻變層的厚度為200～500nm，所述第二電極的厚度為50～100nm。

第四方面，所述的憶阻器的制備方法，包括：

在襯底上形成所述第一電極；

在所述第一電極上形成所述阻變層；

在所述阻變層上形成所述第二電極，