[发明专利]一种阻变层材料、有机忆阻器及其制备方法

说明书

本发明提供一种阻变层材料、有机忆阻器及其制备方法，涉及电子器件领域。该阻变层材料包括：聚乙烯亚胺和氮化硼量子点。该有机忆阻器，包括所述阻变层材料形成的阻变层。本发明提供的阻变层材料包括聚乙烯亚胺(PEI)和氮化硼量子点(BNQDs)，将掺杂氮化硼量子点形成的聚乙烯亚胺有机薄膜作为阻变层，形成的有机忆阻器在220℃下测试表现出良好的性能，且在室温下测量时可循环万次以上，表现出良好的循环性能和保持性。本发明提供的阻变层材料在将来的存储器件尤其是柔性存储器件上有非常好的应用价值，使得未来存储和未来计算在极端环境下也能正常工作。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，具体涉及一种阻变层材料、有机忆阻器及其制备方法。

背景技术

忆阻器因为其具有可控的电阻状态，被认为是神经形态计算中最有前途的器件之一。已知有机忆阻器中离子的运动会导致中间层电导发生变化，这一点与生物突触中信号传输发生的情况非常相似。但是有机材料对热效应很敏感，因此循环过程中通常伴随着严重的热失效。例如聚合物电解质在热处理下很容易分解，并且它们的离子电导率在不同温度下变化很大，一般聚合物热诱导降解为非晶碳，会直接导致器件失效。在已报道的聚合物忆阻器中，大多数有机物因循环过程中焦耳热破坏了原分子结构，从而缺乏足够的再现性、耐久性、稳定性、均匀性和耐热性。

因此，提供一种耐高温的阻变层材料及有机忆阻器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的有机忆阻器容易发生热失效的缺陷，从而提供一种耐高温的阻变层材料及有机忆阻器。

第一方面，本发明提供一种阻变层材料，包括：聚乙烯亚胺和氮化硼量子点。

进一步地，所述的阻变层材料还包括溶剂。

进一步地，所述溶剂包括：乙醇、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述聚乙烯亚胺的分子量为10000。

进一步地，所述聚乙烯亚胺与溶剂配制成浓度为8～10mg/mL的聚乙烯亚胺溶液；所述聚乙烯亚胺溶液与所述氮化硼量子点的体积比为30～50∶1。

第二方面，本发明提供所述的阻变层材料的制备方法，包括：

将聚乙烯亚胺配制成聚乙烯亚胺溶液；

向所述聚乙烯亚胺溶液中掺杂氮化硼量子点，得到所述阻变层材料。

第三方面，本发明提供一种有机忆阻器，包括所述的阻变层材料形成的阻变层。

进一步地，所述的有机忆阻器包括：第一电极、所述阻变层和第二电极。

进一步地，所述第一电极包括Pt电极，所述第二电极包括Ag电极，所述第一电极的厚度为20～30nm，所述阻变层的厚度为200～500nm，所述第二电极的厚度为20～30nm。

第四方面，本发明提供所述的有机忆阻器的制备方法，包括：

在衬底上形成所述第一电极；

在所述第一电极上形成所述阻变层；

在所述阻变层上形成所述第二电极。

进一步地，采用电子束蒸发工艺形成所述第一电极和第二电极，采用旋涂工艺形成所述阻变层。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的阻变层材料包括聚乙烯亚胺(PEI)和氮化硼量子点(BNQDs)，将掺杂氮化硼量子点形成的聚乙烯亚胺有机薄膜作为阻变层，形成的有机忆阻器在220℃下测试表现出良好的性能，且在室温下测量时可循环万次以上，表现出良好的循环性能和保持性。本发明提供的阻变层材料在将来的存储器件尤其是柔性存储器件上有非常好的应用价值，使得未来存储和未来计算在极端环境下也能正常工作。