[发明专利]单层有机交叉点结构的电学存储器及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种存贮器，特别是一种使用有机半导体材料，经薄膜生长、纳米生长与表征技术等制备而成的电学存储器。属于一种电学存储器。

背景技术：

电学存储器是作为计算机中不可缺少的重要部件。目前常见的有内存、闪存盘等。然而，现在主流的电学存储器件是基于无机半导体材料，如硅、锗等，由于这些常见无机半导体要在高温下生产加工提纯，因而加工制备工艺复杂，生产成本居高不下。近年来，有机半导体材料的发明和应用，使得各种电学器件有望实现成本低廉、加工简易等优点。此外，纳米材料的新兴以及与有机半导体材料结合应用，也是目前世界尖端科技领域的发展趋势。现有的有机存储器件大多采用多层薄膜结构，结构相对比较复杂，因为每多一道工序，稳定性和成品率就会下降一部分。同时，复杂的多层结构意味着较多的生产难度和成本。

发明内容：

本发明的目的是为了发挥有机薄膜存储器的低成本，易加工的优点，克服多层薄膜存在结构复杂等不足之处，提供一种结构简单、性能优良、制备方法简易、成本低廉的利用导电玻璃(ITO)和有机物(AIDCN)反应自发在交叉点生成具有存储效应的纳米点的单层有机交叉点结构的电学存储器

本发明的另一个目的是为所述单层有机交叉点结构的电学存储器提供一种便于工业化生产的制备方法。

本发明的单层有机交叉点结构的电学存储器，其结构包括基板、条形底电极、有机小分子层和条形顶电极，所述条形底电极镀在基板上，有机小分子层蒸镀在条形底电极和基板上，条形顶电极与条形底电极呈交叉状并蒸镀在有机小分子层上。

上述基板选用玻璃或硅片或陶片；条形底电极的选用导电金属氧化物，如氧化铟锡或掺杂氟的氧化锡或氧化锌；有机小分子选用8-羟基喹啉铝或AIDCN或足球浠。

本发明的电学存贮器的制备方法，主要包括下述步骤：

A)制备条形底电极：将镀有导电金属氧化物层的基板，用光刻或蚀刻法将基板上的导电金属氧化物层相间刻成相互平行的细条形，留存在基板上的导电金属氧化物条即为条形底电极，然后将刻有条形底电极及其基板依次浸入去离子水、丙酮、异丙醇中，分别用超声波清洗干净，取出干燥后为条形底电极板，备用；

B)将干燥后的条形底电极板置于真空镀膜机中热蒸镀一层的有机小分子层，再在有机小分子层表面蒸镀一层金属膜后取出；

C)取出后用光刻或蚀刻法将金属膜相间刻成与条形底电极呈交叉状的相互平行的细长形金属条即为条形顶电极，再依次浸入去离子水、丙酮、异丙醇中，分别用超声波清洗干净，取出干燥后为存储芯片；

D)将存储芯片接上引线和封装后即为电学存储器，各条形底电极与条形顶电极交叉点之间的界面上可自发形成的纳米点即为电学存储器的各存储单元。

以上所述的条形底电极和条形顶电极的宽度选为0.001-0.2mm，热蒸镀的有机小分子层的厚度选为50-500nm，真空镀膜机的蒸镀速度可选0.1-10nm/s。

本发明的单层有机交叉点结构电学存储器，通过外加电压，电荷注入进纳米点结构中，从而使得器件中电流传输特性发生明显改变，电流密度大幅度的提高。这样，在同一电压下，在不同的电学状态器件则将呈现出数值相差极大的电流密度。而低电流密度状态，则可以被视为状态“0”；相反，高电流密度状态则视为状态“1”。从而，可以实现电学二进制存储效应。此器件由于是在两个电极之间仅有一层功能层的单层有机存储器件，所以具有结构简单、新颖，而且器件性能优良(能够满足工业上对此类器件的要求)，同时还具有制备方法简易、成本低廉等优点。

附图说明

图1是本发明的电学存储器的局部放大结构示意图；

图2是在条状顶电极与条状底电极的交叉点之间的界面上自发形成的纳米点结构图；

图3是本发明的电学存储器件电流密度-电压特性图。

具体实施方式

参见附图1，本发明的单层有机交叉点结构的电学存储器，其结构包括基板4、条形底电极3、有机小分子层2和条形顶电极1，所述条形底电极3镀在基板4上，有机小分子层2蒸镀在条形底电极3和基板4上，条形顶电极1与条形底电极3呈交叉状并蒸镀在有机小分子层2上。

所述基板选用玻璃或硅片或陶片；条形底电极的选用导电金属氧化物，如氧化铟锡(ITO)或掺杂氟的氧化锡(FTO)或氧化锌(ZnO)；有机小分子选用8-羟基喹啉铝(ALQ3)或AIDCN或足球浠(C60)。

刻电学存储器的制备方法主要包括下述步骤：