[发明专利]一种钇掺杂碲化锑相变材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种钇掺杂碲化锑相变材料的制备方法。本发明中钇掺杂碲化锑相变材料Y_xSb_2‑xTe₃的制备方法是：1)将原料Y(NO₃)₃·6H₂O、SbCl₃和TeO₂溶解到稀氨水和无水乙醇的混合溶剂中，得到前驱液，其中Y(NO₃)₃·6H₂O、SbCl₃和TeO₂的摩尔比为x:2‑x:3(0≤x≤0.33)；2)将步骤1)所得的前驱液移入反应釜中，加入NaBH₄，然后加热至160～200℃，保温18～24h后冷却至室温，之后分离出沉淀物；3)将步骤2)得到的沉淀物用去离子水和乙醇交替洗涤过滤后进行真空恒温干燥，得到钇掺杂碲化锑相变材料。本发明所涉及的制备方法具有原料便宜、工艺简单、设备成本低、安全无污染等特点，制备的相变材料粒度小、纯度高、元素分布均匀。

技术领域

本发明属于相变材料领域，涉及一种钇掺杂碲化锑的制备方法。

背景技术

相变存储器是利用硫族化合物在晶态和非晶态间的导电性差异来存储数据的一种信息存储装置。相变存储器具有非易失性、循环寿命长、元件尺寸小、可多级存储、抗辐照、耐高低温、抗振动、抗电子干扰、与现有集成电路工艺相兼容等优点，被认为是最有可能的下一代半导体存储器。然而，相变材料结晶速度慢、热稳定性差，限制了其大规模商业化。

掺杂能够提高相变材料的结晶速度和热稳定性。目前性能较好的相变存储材料Ti_xSb_2-xTe₃是采用Ti单质和Sb₂Te₃合金双靶材共溅射方法制备的。这种方法制备的相变材料中元素分布不均匀、可重复性差、易产生相分离、严重影响器件性能，因此急需寻找新的掺杂元素和改进现有的制备方法。研究表明钇掺杂碲化锑相变材料相稳定性优异、功耗低、数据保持力高，是极具潜力的新型相变材料(Zhen Li,et al.,Yttrium-Doped Sb₂Te₃:APromising Material for Phase-Change Memory,ACS Appl.Mater.Interfaces 2016,8,26126-26134)。

发明内容

本发明的目的就是提供一种原料便宜易得、设备简单、环境友好、元素分布均匀的钇掺杂碲化锑相变材料的制备方法。

本发明一种钇掺杂碲化锑相变材料的制备方法包括以下步骤：

1)将原料Y(NO₃)₃·6H₂O、SbCl₃和TeO₂溶解到稀氨水和无水乙醇的混合溶剂中，得前驱液，其中Y(NO₃)₃·6H₂O、SbCl₃和TeO₂的摩尔比为x:2-x:3(0≤x≤0.33)；

2)将步骤1)所得的前驱液移入反应釜中，加入NaBH₄，关闭反应釜，在160～200℃下保温18～24h，待温度降至室温后，开启反应釜，分离出沉淀物；

3)将步骤2)得到的沉淀物用去离子水和乙醇交替洗涤过滤后进行真空恒温干燥，得钇掺杂碲化锑相变材料。

本发明步骤1)中所述的溶剂为稀氨水和无水乙醇的混合溶剂，稀氨水的体积为40ml，无水乙醇的体积为5ml。

本发明步骤2)中所述的反应釜优先采用聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，NaBH₄的质量为1.2g，反应温度可为180℃，保温时间可为20h。