[发明专利]一种电极修饰层、忆阻器及其制备和控制方法

权利要求书

1.一种电极修饰层，其特征在于，包括有机物电极层和金属纳米颗粒层；其中，所述金属纳米颗粒层由金属纳米颗粒构成，所述金属纳米颗粒生长在所述有机物电极层的上表面；所述有机物电极层的材料为包括大量的氨基和酚羟基基团的儿茶酚氨基团型有机物；

所述电极修饰层用于忆阻器中，放置于忆阻器的电极和功能层之间，所述金属纳米颗粒与所述功能层形成电接触后，氧离子在第一电激励的作用下在所述功能层中迁移，形成氧空位导电细丝；在方向与所述第一电激励相反的第二电激励的作用下导电细丝断裂，从而发生阻变；其中，所述金属纳米颗粒起到局域电场增强的效果，引导导电细丝生长。

2.根据权利要求1所述的电极修饰层，其特征在于，所述有机物电极层的材料为聚多巴胺。

3.根据权利要求1所述的电极修饰层，其特征在于，所述金属纳米颗粒包括：Ag或Pt。

4.一种忆阻器，其特征在于，包括：置下而上依次放置的衬底、第一电极、权利要求1-3任意一项所述的电极修饰层、金属氧化物功能层和第二电极。

5.根据权利要求4所述的忆阻器，其特征在于，所述金属氧化物功能层的厚度为5～10nm，其材料包括：Hf、Al、Ti、Ta、Cu、W、Ni、Zn、Zr、Fe、Mn和Nb中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的忆阻器，其特征在于，所述第一电极的厚度为20～200nm，其材料为活性金属。

7.根据权利要求4所述的忆阻器，其特征在于，所述第二电极厚度为20～200nm，其材料为惰性金属。

8.一种权利要求4-7任意一项所述的忆阻器的控制方法，其特征在于，包括：

通过在忆阻器两端施加或撤销电激励，控制第一电极和第二电极之间氧空位导电丝的通断，从而实现忆阻器高、低阻态之间的稳定切换，具体为：

施加第一电激励，使金属氧化物功能层中的氧离子在金属氧化物功能层中迁移，形成氧空位导电细丝，从而使忆阻器呈现低阻态；

施加方向与所述第一电激励相反的第二电激励，使金属氧化物功能层中的氧离子迁移回氧空位，使氧空位导电丝断开，从而使忆阻器呈现高阻态；

撤销所述第一电激励或所述第二电激励，使氧离子受氧离子迁移势垒的影响无法迁移回原位置，使忆阻器呈现非易失性。

9.一种权利要求4-7任意一项所述的忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供衬底，在所述衬底表面沉积第一电极；

S2、在所述第一电极表面依次生长有机物电极层和金属纳米颗粒层，形成纳米晶粒电极修饰层；

S3、在所述电极修饰层上沉积金属氧化物功能层；

S4、在所述金属氧化物功能层表面沉积第二电极，得到忆阻器；

其中，所述有机物电极层的材料为包括大量的氨基和酚羟基基团的儿茶酚氨基团型有机物。

10.根据权利要求9所述的忆阻器的制备方法，其特征在于，采用溶液浸泡法在第一电极表面依次生长有机物电极层和金属纳米颗粒层；生长有机物电极层的反应时间为30min；生长金属纳米颗粒层的反应时间为5～15min。

11.根据权利要求9所述的忆阻器的制备方法，其特征在于，在电极修饰层上沉积金属氧化物功能层时的温度控制为200～300℃。