[發明專利]受濕度調節的兩端無鉛鈣鈦礦人工光突觸器件及制備方法

在審

• 申請號: 202211076962.6
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115411190A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 彭暉;勞婕;蔣純莉;羅春花
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48;G06N3/04;G06N3/063
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種受濕度調節的兩端無鉛鈣鈦礦人工光突觸器件，其特征在于，下電極上依次旋涂無鉛鈣鈦礦薄膜和有機鐵電聚合物薄膜為半導體活性功能層，然后在功能層上熱蒸鍍一層導體作為上電極，形成垂直層狀結構的所述受濕度調節的兩端無鉛鈣鈦礦人工突觸器件，能夠應用于構建人工神經網絡系統；其中，所述下電極為氧化銦錫導電玻璃；所述導體為金、鋁或鉑；所述無鉛鈣鈦礦為銫銀鉍溴或銫銀鉍氯；所述有機鐵電聚合物為聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物；所述有機半導體為并五苯。

2.一種受濕度調節的兩端無鉛鈣鈦礦人工光突觸器件的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

（一）襯底的清洗

將襯底依次在去離子水、丙酮、乙醇和異丙醇溶液中超聲清洗10~20分鐘，然后用氮氣將襯底表面吹干后置于干燥箱中待用，所述襯底為氧化銦錫導電玻璃作下電極；

（二）旋涂液的制備

將鹵化銫、鹵化銀、鹵化鉍和二甲基亞砜按2：1：1：28~50摩爾比混合，在70~75℃溫度下攪拌2~3小時，制得無鉛鈣鈦礦溶液A；

將有機鐵電聚合物粉末溶解于碳酸二乙酯或丁酮中，在70~75℃溫度下攪拌2~3小時，制得有機鐵電聚合物溶液B，所述有機鐵電聚合物與碳酸二乙酯或丁酮的質量體積比為10mg~25mg∶1ml；所述碳酸二乙酯或丁酮濃度為99%；

（三）無鉛鈣鈦礦薄膜的制備

將無鉛鈣鈦礦溶液A旋涂在清洗后的襯底上，旋涂后真空干燥5~10分鐘，然后在280~285℃溫度下退火5~10分鐘，自然冷卻至室溫，在上電極層上制得厚度為120~200nm的無鉛鈣鈦礦薄膜，所述旋轉速度為500~3000 r/s，旋轉時間為50~60s；

（四）有機鐵電聚合物薄膜的制備

將有機鐵電聚合物溶液B旋涂在無鉛鈣鈦礦薄膜上，旋涂后在135~140℃溫度下退火2~4小時，然后自然冷卻至室溫；在無鉛鈣鈦礦薄膜上制得厚度為60~300nm的有機鐵電聚合物薄膜，所述旋轉速度為500~4000 r/s，旋轉時間為20~30s；

（五）有機半導體薄膜的制備

在已退火結束的有機鐵電聚合物薄膜/無機鈣鈦礦薄膜異質結上通過有機熱蒸發蒸鍍儀沉積一層有機半導體薄膜，厚度為50-120 nm，沉積速率為1.0~2.5 ?/s；

（六）人工突觸器件的制備

將掩模版覆蓋在有機鐵電聚合物薄膜表面，蒸鍍厚度為50~60nm的上電極，制得的器件為所述受濕度調控的兩端無鉛鈣鈦礦人工突觸器件；所述蒸鍍時間為25~30分鐘，熱蒸發的真空度為2~ 6×10^-4Pa，沉積速率為0.5~0.9?/s；其中：

所述有機鐵電聚合物為聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物；

所述無鉛鈣鈦礦為Cs₂AgBiBr₆或Cs₂AgBiCl₆；

所述有機半導體薄膜為并五苯；

所述上電極為金、鋁或鉑制備的金屬電極。