[发明专利]基于共价有机框架的气体识别阻变存储器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于共价有机框架的气体识别阻变存储器及其制备方法，采用共价有机框架薄膜作为阻变存储器的介质层，所述共价有机框架薄膜具有连接气体识别阻变存储器的底电极和顶电极的孔道，所述孔道内具有导电细丝。本发明的阻变存储器不仅能够实现非易失性存储的特性，而且可以作为气体识别器件对气体进行识别。共价有机框架薄膜的多孔性以及在不同方向的电场作用下导电细丝的移动，使得阻变存储器一方面能够吸附气体分子，并在电场的作用下获得响应数据从而对气体进行识别，另一方面能够对吸附的气体进行解吸附，从而使器件可以重复并稳定的进行气体识别，保证了长期对气体进行识别的稳定性和准确性。

技术领域

本发明涉及阻变存储器制备领域，尤其涉及一种基于共价有机框架的气体识别阻变存储器及其制备方法。

背景技术

近年来气体识别领域发展迅速，在工业生产、环境保护、安全检查、医疗诊断等领域中发挥着越来越重要的作用。气体识别系统作为机器嗅觉的一个典型应用，通常由交叉敏感的化学传感器阵列和适当的计算机模式识别算法组成，可用于检测、分析和鉴别各种气味。

气体传感器依靠敏感膜材料吸附气体分子产生振动，并得到一种复杂的时间序列信号。这种信号会受到敏感膜材料、气体种类和浓度以及外界环境(如温度、湿度)等多种因素影响，波形复杂，难以分析，通常采用手工设计的特征，结合小波分解、支持向量机等方法进行识别。此外，气体识别过程中还存在传感器漂移的现象，即气体会在传感器上残留，导致传感器的响应值会缓慢地发生偏移，并且随着时间的推移最终会引起检测数据的分布发生改变，使得分析气体数据变得困难，降低了气体识别的准确率。

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基于共价有机框架的气体识别阻变存储器及其制备方法，旨在提高现有气体传感器的长期识别稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种基于共价有机框架的气体识别阻变存储器，其中，包括：

基底；

底电极，设置在所述基底上；

介质层，设置在所述底电极上，其中，所述介质层为共价有机框架薄膜；

顶电极，设置在所述介质层上；

其中，所述共价有机框架薄膜具有连接所述底电极与所述顶电极的孔道，所述孔道内具有导电细丝。

所述的基于共价有机框架的气体识别阻变存储器，其中，所述共价有机框架薄膜的厚度为80～130nm，所述顶电极的厚度为50～110nm。

所述的基于共价有机框架的气体识别阻变存储器，其中，所述顶电极的材料与所述导电细丝的材料相同，所述顶电极的材料与所述导电细丝的材料均选自银、铜、铝中的一种。

一种如上所述的基于共价有机框架的气体识别阻变存储器的制备方法，其中，包括：

在基底上制备底电极；

在所述底电极上制备介质层，其中，所述介质层为共价有机框架薄膜；

采用物理气相沉积法，在所述介质层上制备导电细丝和顶电极。

所述的制备方法，其中，所述底电极上制备介质层，具体包括：

在惰性气氛下，将六羟基苯并菲与对苯二硼酸溶于混合溶剂并进行超声处理，得到第一混合液；

将制备了底电极的基底浸入所述第一混合液，在预设条件下使所述六羟基苯并菲与对苯二硼酸进行反应以在所述底电极上沉积共价有机框架薄膜。

所述的制备方法，其中，所述物理气相沉积法包括磁控溅射或真空蒸发。