[发明专利]具有dropout功能的忆阻器件、忆阻器件阵列及制造方法

权利要求书

1.一种具有dropout功能的忆阻器件，其特征在于，包括：

逐层依次设置的第一电极、铁电材料层、二维石墨烯阻挡层、易失性器件电介质层和银电极所形成的垂直异质结构，其中，所述第一电极、铁电材料层、二维石墨烯材料层的叠层结构作为忆阻器件的突触可塑性功能结构层，所述二维石墨烯材料层、易失性器件电介质层和银电极作为忆阻器件的随机开关功能结构层。

2.根据权利要求1所述的一种具有dropout功能的忆阻器件，其特征在于，所述第一电极为金电极或惰性金属电极，所述铁电材料层为二维α-In₂Se₃、二维过渡金属双硫化物、二维五族硫化物、二维层状钙钛矿、二维硒化铟、二维铜铟磷硫、钛酸钡、锆钛酸铅、HZO其中的一种，所述易失性器件电介质层为二维六方氮化硼、二维过渡金属双硫化物、氧化物电介质层中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种具有dropout功能的忆阻器件，其特征在于，所述二维过渡金属双硫化物为MX₂，其中M为W/Mo，X为S/Se/Te。

4.根据权利要求1所述的一种具有dropout功能的忆阻器件，其特征在于，当所述二维铁电材料层为二维α-In₂Se₃，所述二维α-In₂Se₃具有面外铁电极化翻转。

5.根据权利要求1所述的一种具有dropout功能的忆阻器件，其特征在于，所述第一电极位于基底表面或者所述银电极位于基底表面。

6.一种具有dropout功能的忆阻器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底表面形成第一电极；在所述第一电极表面依次形成铁电材料层、二维石墨烯材料层、易失性器件电介质层；对所述铁电材料层、二维石墨烯材料层、易失性器件电介质层进行选择性刻蚀；在所述易失性器件电介质层表面形成银电极；

或者提供基底，在所述基底表面形成银电极；在所述银电极表面依次形成易失性器件电介质层、二维石墨烯材料层、铁电材料层；对所述铁电材料层、二维石墨烯材料层、易失性器件电介质层进行选择性刻蚀；在所述铁电材料层表面形成第一电极。

7.根据权利要求6所述的一种具有dropout功能的忆阻器件的制造方法，其特征在于，形成第一电极的具体工艺包括：在所述基底表面或铁电材料层表面通过电子束光刻形成光刻胶第一电极图案，然后利用电子束蒸发工艺制备形成第一电极金属层，剥离光刻胶第一电极图案，形成第一电极。

8.根据权利要求6所述的一种具有dropout功能的忆阻器件的制造方法，其特征在于，形成银电极的具体工艺包括：在所述易失性器件电介质层表面或基底表面通过电子束光刻形成光刻胶第一电极图案，然后利用电子束蒸发工艺制备形成银金属层，剥离光刻胶第一电极图案，形成银电极。

9.根据权利要求6所述的一种具有dropout功能的忆阻器件的制造方法，其特征在于，所述易失性器件电介质层为二维六方氮化硼、二维过渡金属双硫化物、氧化物电介质层中的一种，当所述易失性器件电介质层为二维六方氮化硼或二维过渡金属双硫化物，采用干法转移工艺在所述二维石墨烯材料层表面形成易失性器件电介质层，当所述易失性器件电介质层为氧化物电介质层其中的一种，采用沉积工艺在所述二维石墨烯材料层表面形成易失性器件电介质层。

10.一种具有dropout功能的忆阻器件阵列，其特征在于，所述忆阻器件阵列为具有抑制潜行电流的交叉开关阵列结构，且交叉位置连接有如权利要求1～5任意一项所述的具有dropout功能的忆阻器件。