[发明专利]一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器及其制备方法

说明书

本发明提供一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器，包括底电极、涂覆于所述底电极表面的存储介质层、沉积于所述存储介质层表面的顶电极；其中，所述底电极通过在衬底上沉积导电膜层制备得到；所述存储介质层为勃姆石薄膜层；所述顶电极为沉积于所述储存介质层表面的金属薄膜电极。本发明的高稳定性多值勃姆石基忆阻器，有多值存储特性，稳定性高，其中的存储介质层具有优异的生物相容性，在可植入生物忆阻器领域具有重要应用。本发明还提供一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器的制备方法。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体涉及一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器及其制备方法。

背景技术

忆阻器是除电阻器、电容器、电感器之外的第四种基本无源电路元件。忆阻器具有非易失记忆特性、高速低功耗、结构简单、多级存储、易高度集成等诸多优势，在新一代高密度非易失性存储器、类脑人工智能、复杂图像处理、高性能逻辑运算、保密通信等方面具有巨大的应用前景，为发展信息存储与处理融合的新型计算机架构，突破传统冯·诺伊曼架构瓶颈，提供了可行的路线。

随着电子器件领域的蓬勃发展以及人们对产品使用需求的提升，具有高灵敏度和高稳定性的可植入生物忆阻器成为未来忆阻器的重要发展方向，在可植入计算、人机交互、人机结合等前沿信息技术领域具有天然优势。目前，对可植入生物忆阻器的研究中，作为忆阻器中的信息存储介质的材料主要集中在以蚕丝蛋白、鸡蛋白蛋白等为代表的一些天然材料上。然而，从目前的生物忆阻器发展现状来看，其较低的灵敏度(不同限制电流下的阻态级数≤3级)和稳定性(可循环测试数＜500次)、高的阈值电压等不足严重制约了生物忆阻器的发展。

因此，开发具有优良阻变存储特性兼具优异生物相容性的存储介质层材料是研制高性能生物忆阻器的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器，具有多值存储特性，稳定性高，其中的存储介质层具有优异的生物相容性，在可植入生物忆阻器领域具有重要应用。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器，包括底电极、涂覆于所述底电极表面的存储介质层、沉积于所述存储介质层表面的顶电极；

其中，所述底电极通过在衬底上沉积导电膜层制备得到；所述存储介质层为勃姆石薄膜层；所述顶电极为沉积于所述储存介质层表面的金属薄膜电极。

进一步地，所述底电极导电膜层的材料包括导电陶瓷材料ITO、导电陶瓷材料FTO、金属Au、Pt、Ag、Al或Cu中的一种。

进一步地，所述导电膜层的厚度为50-100nm。

进一步地，所述存储介质层的厚度为5-2000nm。

进一步地，所述存储介质层的成型工艺为：

通过溶胶-凝胶法制备得到勃姆石溶胶，然后采用旋涂或滴涂工艺涂覆在底电极表面上，干燥后制备得到；

或通过水热法制备得到勃姆石纳米颗粒，并分散到液相中形成悬浊液，然然后采用旋涂或滴涂工艺涂覆在底电极表面上，干燥后制备得到。

进一步地，所述金属薄膜电极为Au、Pt、Ag、Al或Cu电极。

进一步地，所述金属薄膜电极的厚度为50-100nm。

本发明还提供一种高稳定性多值勃姆石基忆阻器的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，在衬底上沉积导电膜层，形成底电极；

步骤S2，在底电极表面涂覆勃姆石薄膜材料以形成存储介质层；

步骤S3，在存储介质层表面沉积金属薄膜以形成顶电极，从而制备得到高稳定性多值勃姆石基忆阻器。