[发明专利]基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法

权利要求书

1.一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻制备方法，其特征在于，提供稀土镍基钙钛矿氧化物块体或薄膜材料，在稀土镍基钙钛矿氧化物材料表面制备氢化催化电极材料阵列并于氢气气氛下退火或通过电化学氢化过程，实现对稀土镍基钙钛矿化合物材料的氢化处理与质子掺杂；

将两个不同的催化电极或一个催化电极与一个底电极作为电信号的输入输出端；当触发能低于质子激活能时，氢化稀土镍基化合物中掺入的质子与镍氧八面体中的氧原子处于成键状态，材料处于高电阻状态；当触发能高于质子激活能时，氢化稀土镍基化合物中掺入的质子从与镍氧八面体中的氧原子的成键状态被激活，从而使材料因软击穿而处于低电阻状态，实现电阻非线性变化的动态特性；通过改变稀土镍基薄膜材料的材料组分、晶体结构与晶体取向、薄膜厚度、衬底与薄膜间应力状态、氢化电极排布、器件结构调节质子激活能与软击穿临界电压值，从而对材料电阻的非线性变化特性加以调节控制。

2.如权利要求1所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，所述稀土镍基钙钛矿氧化物材料的晶体结构为ABO₃的钙钛矿结构ReNiO₃：A位即Re位为单一稀土元素或多种稀土元素的组合，选择Re＝Sm、Re＝Nd、Re＝Eu、Re＝Pr、Re＝Sm_xNd_1-x，(0<x<1)、Re＝Sm_xPr_1-x，(0<x<1)、Re＝Eu_xNd_1-x，(0<x<1)、Re＝Eu_xPr_1-x，(0<x<1)；镍元素占据钙钛矿结构中的B位。

3.如权利要求1或2所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，所述稀土镍基钙钛矿氧化物材料为薄膜材料，厚度介于1纳米到100微米之间，选择在单晶衬底上外延生长的准单晶薄膜材料或多晶材料。

4.如权利要求1所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，所述氢化过程包括在铂、钯催化剂下在氢气中热处理，或通过电化学反应对ReNiO₃进行质子掺杂；电化学作用选择原电池反应。

5.如权利要求1所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，所述的触发作用及触发能量包括：由直流或交流电压形成的直流或交变电场作用，脉冲或连续光子作用。

6.如权利要求1所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，所述激活过程通过施加外直流或交流外电压、脉冲或连续光触发、超声触发过程加以实现。

7.如权利要求1所述的一种基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法，其特征在于，通过改变稀土镍基薄膜材料的材料组分、晶体结构与晶体取向、薄膜厚度、衬底与薄膜间应力状态、氢化电极排布、器件结构调节质子激活能与软击穿临界电压值，从而对材料电阻的非线性变化特性加以调节控制。

8.如权利要求1所述的方法制备的非线性电阻的应用方法，其特征在于，所制备非线性电阻用于压敏电阻、滤波与整流、电信号传感、过压保护方面，并适用于还原性气氛。