[发明专利]一种基于MXene/MoSe2/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件

说明书

本发明公开了一种基于MXene/MoSe₂/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件，其是在衬底上逐层设有MXene层、MoSe₂层、PMMA层和MXene层。本发明的非易失性存储器件可重复性好、开关阈值低，具有较好的应用前景；且本发明的非易失性存储器件基于有机物PMMA与无机物MoSe₂的协同而实现，制备方法简单、成本低，可实现工业化生产。

技术领域

本发明属于存储器件领域，具体涉及一种基于MXene/MoSe₂/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件。

背景技术

随着集成电路的不断更新迭代，且受摩尔定律的影响，原有的存储器件已不能够满足高速发展的嵌入式应用体系。为了突破当前困境，克服目前市面上的存储器存在的缺点，新材料、新结构的研究是未来发展的重点。在新兴的存储器中，电阻开关存储器因结构简单、存储速度高、成本低等优点而备受关注。电阻开关存储器相比于FLASH存储器有较快的速度，相比于DRAM具有不易丢失性，其为嵌入式设备提供了一种新型存储体系。

典型的电阻开关存储器的开关存储材料多为金属氧化物，其上下各设有一个金属电极，该结构受限于金属氧化物的制备难度和制备成本，而无法大规模产业化。由于二维材料超薄、柔性和多层结构的特点，非常适合在嵌入式设备中使用，其独特的电化学、物理和机械特性为构建非易失性存储器提供了新思路，如可将MoS₂、WS和MoSe₂作为非易失性存储器的存储材料，且这些材料在制备成器件后主要以金属粒子的渗透和本征物质的迁移为主，因此基于二维材料的器件通常表现出较高的开关速度、更低的阈值电压以及优良的机械性能。同时，若能通过将有机聚合物和无极半导体复合来进一步提高二维材料的电阻转换性能，从而达到更好的存储性能，具有重要的产业化价值。

发明内容

基于上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供一种基于 MXene/MoSe₂/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件，以期在可产业化的基础上，获得更好的存储性能。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种基于MXene/MoSe₂/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件，其特点在于：所述非易失性存储器件是在衬底上逐层设置有MXene层、MoSe₂层、PMMA层和MXene层。在本发明的非易失性存储器件中：

MXene层：MXene作为二维材料的一种，不仅有优异的导电率，且拥有传统金属电极所不具有的出色柔韧性，在制备柔性器件或刚性器件时都不失为一种极佳的选择。另外MXene 作为电极的同时可以为中间存储层提供富裕的电荷。

MoSe₂/PMMA层：MoSe₂在某些电子器件中表现出出色的性能，且拥有成熟可操控的工艺，将其作为电子传输层是一种优异的选择，但其本身作为存储器件的存储层时并没有显示出任何开关行为，为此MoSe₂与其它材料的进一步功能化对实现开关行为必不可少。与以其它结构制作的非易失性存储器只能达到一个数量级的开关电流相比，本发明制作的一种基于 MXene/MoSe₂/PMMA/MXene结构的非易失性存储器件选用了MoSe₂与有机物PMMA作为存储器材料，其开关电流达到了三个数量级，较大的开关电流比不仅扩大了读取的裕度，而且拥有更好的抗噪性能。在本发明的结构中，有机物在存储层中更有利于电荷的捕获和释放，增大了开关电流比，是无机物所不具备的优势。

进一步地，本发明的非易失性存储器件，所述衬底即可为柔性衬底，也可为刚性衬底，使其适合于不同的应用需求。