[发明专利]一种阻变层材料、忆阻器及其制备方法

说明书

本发明提供一种阻变层材料、忆阻器及其制备方法，涉及电子器件领域。该阻变层材料包括羧化壳聚糖、聚乙烯醇和硝酸铵。将其形成的阻变层应用于忆阻器中，通过聚合物对于金属离子产生束缚作用能使电阻态缓慢的发生变化进而实现脉冲的增强抑制，而不是瞬间从高阻态变成低阻态，在施加脉冲后有两个量级的电导状态改变，并且不会达到限流，能实现优异的突触可塑性，如兴奋性突触后电流、抑制性突触后电流。本发明在将来的类脑忆阻器件上有非常好的应用价值，这对于突触计算和信息存储是不可或缺的。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，具体涉及一种阻变层材料、忆阻器及其制备方法。

背景技术

电子技术和信息科学的飞速发展，对各种类型的器件结构、材料和计算方法提出了要求。存储设备是电子器件中最重要的部件之一，特别是基于忆阻器的存储器在下一代信息技术中具有潜在的应用。金属-绝缘体-金属结构的忆阻器具有结构简单、非易失性存储以及通过绝缘体层连续模拟电阻切换进行计算等显著优点。其中，基于氧化还原的电阻开关忆阻器由于其高运行速度、低功耗、高耐久性和保持特性，被认为是未来非易失性存储器技术中的最有前途的器件之一，其原理是在交变电场下金属离子发生氧化还原反应，导电细丝形成和溶解进而发生电导的改变。器件中金属离子的迁移使得电导态的改变和人脑神经突触中钙离子的迁移、神经递质的传递使得膜电位缓慢发生变化极其相似，使忆阻器模拟人工神经突触具备了可能性。但是以往的金属离子基忆阻器往往只能在两个电导态下发生转变，从高阻态到低阻态是一个突变的过程，施加脉冲后瞬间电导发生突变达到限流，无法实现多重电阻态的改变，很难模拟出人脑突触的可塑性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的忆阻器无法实现多重电阻态的改变，很难模拟出人脑突触可塑性的缺陷，从而提供一种阻变层材料及忆阻器。

第一方面，本发明挺一种阻变层材料，包括：羧化壳聚糖、聚乙烯醇和硝酸铵。

进一步地，所述的阻变层材料还包括溶剂。

进一步地，所述溶剂包括：去离子水。

进一步地，所述的阻变层材料，按重量份数计，包括：羧化壳聚糖6-54份、聚乙烯醇6-54份和硝酸铵40份，其中，羧化壳聚糖和聚乙烯醇的重量份数之和为60份。

进一步地，所述的阻变层材料，按重量份数计，包括：羧化壳聚糖36份、聚乙烯醇24份和硝酸铵40份；或者羧化壳聚糖48份、聚乙烯醇12份和硝酸铵40份。。

第二方面，本发明提供阻变层材料的制备方法，包括：将羧化壳聚糖、聚乙烯醇和硝酸铵溶于去离子水中，得到所述阻变层材料。

进一步地，每10mL去离子水中加入6～54mg羧化壳聚糖、6～54mg聚乙烯醇和40mg硝酸铵，其中羧化壳聚糖和聚乙烯醇的重量值和为60mg。

进一步地，每10mL去离子水中加入36mg羧化壳聚糖、24mg聚乙烯醇和40mg硝酸铵。

进一步地，每10mL去离子水中加入48mg羧化壳聚糖、12mg聚乙烯醇和40mg硝酸铵。

第三方面，本发明提供一种忆阻器，包括所述的阻变层材料形成的阻变层。

进一步地，所述的忆阻器包括：第一电极、所述阻变层和第二电极。

进一步地，所述第一电极包括W电极，所述第二电极包括Ag电极，所述第一电极的厚度为50～100nm，所述阻变层的厚度为200～500nm，所述第二电极的厚度为50～100nm。

第四方面，所述的忆阻器的制备方法，包括：

在衬底上形成所述第一电极；

在所述第一电极上形成所述阻变层；

在所述阻变层上形成所述第二电极，