[发明专利]一种多级阻变存储器及制备方法

说明书

本发明公开了一种多级阻变存储器及制备方法，其中，多级阻变存储器从下至上包括：刚性基底、底电极、ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层、顶电极。本发明采用ZnSe/ZnS核壳量子点薄膜单独作为阻变层，ZnSe和ZnS的最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）的能量存在一定的差异，因此在两端施加偏压时需要克服两次不同能量大小的肖特基结势垒，使得基于核壳结构的ZnSe/ZnS量子点的阻变存储器具有多个组态，本发明的多级阻变存储器具有高存储密度、高稳定性、低功耗且适于高度集成等优点，具有良好的应用前景，能广泛应用于生活中多个领域。

技术领域

本发明涉及阻变存储器领域，尤其涉及一种多级阻变存储器及制备方法。

背景技术

阻变存储器是一种利用电阻转变效应制作的存储器，主要是利用阻变层中薄膜材料电阻的可逆改变来存储信息。由于阻变器是非电荷存储机制，因此可以解决闪存中因遂穿氧化层变薄而造成的电荷泄漏问题，所以它被认为是非易失型存储器的最佳候选者，具有广泛的市场前景。

阻变存储器的结构简单，类似于平行板电容器MIM的三层结构，其基本结构为底电极／阻变层／顶电极的十字交叉阵列结构，即上下电极为垂直相交，阻变材料夹在当中。然而，当前研究的阻变存储器多为传统的二级存储器，即在外加偏压的作用下，器件的电阻仅会在高低阻态间转变，从而存储态仅仅只有0和1两种，导致存储器的存储密度被极大地限制。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多级阻变存储器及制备方法，旨在提供一种具有多种阻态的存储器以提高存储密度。

本发明的技术方案如下：

一种多级阻变存储器，从下至上包括：刚性基底、底电极、ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层、顶电极。

所述的多级阻变存储器，其中，所述核壳量子点阻变层的厚度为30nm。

一种如上所述的多级阻变存储器的制备方法，包括：

步骤A、在所述刚性基底上制作底电极；

步骤B、在所述底电极上制作ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层；

步骤C、在所述ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层上制作顶电极，得到基于核壳量子点的多级阻变存储器。

所述的多级阻变存储器的制备方法，其中，所述步骤B中，所述ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层由下述制备方法制备而成：

步骤B1、分别制备Zn前驱体溶液、Se前驱体溶液和S前驱体溶液，将三种前驱体溶液混合均匀，并于200-250 ℃下成核、生长，得到ZnSe/ZnS核壳量子点溶液；

步骤B2、将所述ZnSe/ZnS核壳量子点溶液旋涂在所述底电极上，退火得到ZnSe/ZnS核壳量子点阻变层。

所述的多级阻变存储器的制备方法，其中，所述步骤B1中，所述Zn前驱体溶液由醋酸锌、油酰胺和十八烯制备而成，其中，醋酸锌的物质的量/mol：油酰胺体积/ml：十八烯体积/ml=2:2:1。

所述的多级阻变存储器的制备方法，其中，所述步骤B1中，所述Se前驱体溶液由Se粉末、三辛基膦和十八烯制备而成，其中，Se粉末的物质的量/mol：三辛基膦体积/ml：十八烯体积/ml=3.6:1:4。

所述的多级阻变存储器的制备方法，其中，所述步骤B1中，所述S前驱体溶液由S粉末、三辛基膦和十八烯制备而成，其中，S粉末的物质的量/mol：三辛基膦体积/ml：十八烯体积/ml=2.5:3:4。

所述的多级阻变存储器的制备方法，其中，所述步骤B2中，旋涂的工艺条件为：转速为1800-2200 rpm，旋涂时间为50-60 s。