[发明专利]一种忆阻器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种忆阻器及其制备方法，所述忆阻器包括自下而上依次设置的基底、底电极层、功能材料层、顶电极层以及顶电极保护层，其特征在于，所述功能材料层和顶电极层之间设置有阻挡层，所述阻挡层由Nb₂C覆盖在MAPbI₃层上表面制备而成。本发明引入阻挡层制备形成的忆阻器，且配置有顶电极保护层，具有稳定性好、导电性佳的特点，具有广阔的应用前景，同时本发明的制备方法简便高效，成本较低，适合在产业上广泛应用。

技术领域

本发明涉及类脑器件技术领域，具体涉及一种忆阻器及其制备方法。

背景技术

忆阻器是除电阻、电容、电感之外的第四类无源元件，是一个与磁通量和电荷相关的无源电路元件。忆阻器作为一种新型信息器件，可以有机融合信息存储与计算，实现类脑信息处理，被认为是从根本上突破冯·诺依曼瓶颈的核心基础单元。

在忆阻器的研究方面，氧化物忆阻器是研究的最广泛的一类器件。忆阻器多采用简单的三明治或多层三明治结构，自身电阻的改变可以通过外加偏置电压来实现，可用于数据存储或模拟神经突触，是构建类脑系统的潜在候选者。但是由于导电细丝形成的位置往往是随机不可控的，氧化物忆阻器伏安特性的不稳定给设计搭建类脑系统带来了非常大的难度，是业内公认的最急待解决的技术瓶颈。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种忆阻器及其制备方法，以提高忆阻器的稳定性、降低功耗。

技术方案：本发明所述的一种忆阻器，包括自下而上依次设置的基底、底电极层、功能材料层、顶电极层以及顶电极保护层，其特征在于，所述功能材料层和顶电极层之间设置有阻挡层，所述阻挡层由Nb₂C覆盖在MAPbI₃层上表面制备而成。

可选的，所述功能材料层的厚度为100-200nm。

可选的，所述底电极层的厚度为100-200nm，所述底电极层采用包括ITO、AZO或FTO等透明导电玻璃制成的透明导电电极。

可选的，所述顶电极层为材料为Au、Cu、Ti、Zn、Al、Ag或Ni的金属材料。

可选的，所述顶电极保护层厚度为50-100nm，所述顶电极保护层材料为Pt、Pd等惰性金属材料。

一种忆阻器制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤1：对基底进行清洗后，将第一层掩膜版固定在清洗后的基底中心处，并移入溅射腔的靶台上，将腔内抽至真空状态，选取底电极材料作为溅射源，通过磁控溅射仪溅射沉积得到底电极；

步骤2：称取功能层材料放入离心管内，并加入甲苯溶液混合后进行超声振荡，以获得功能层材料与甲苯的混合溶液；

步骤3：吸取功能层材料与甲苯的混合溶液滴在底电极上，通过甩胶机旋涂，使得底电极的上表面均匀覆盖功能层材料，以制备功能层材料膜；

步骤4：吸取阻挡层材料，滴在阻挡层材料膜上，通过甩胶机旋涂，使得功能层的上表面均匀覆盖阻挡层材料，以制得阻挡层材料膜；

步骤5：保持真空环境，对阻挡层材料膜进行烘干，将第二层掩模板固定在阻挡层材料膜上，将顶电极材料作为溅射源，在阻挡层材料膜上通过溅射沉积得到顶电极；

步骤6：保持真空环境，更换步骤5中的溅射源更换为顶电极保护层材料，在顶电极上通过溅射沉积得到顶电极保护层，从而制备获得忆阻器。

可选的，步骤1中对基底进行清洗的步骤包括：

丙酮超声：在烧杯中加入适量的丙酮，将装有基底的支架放入烧杯中，用锡箔纸盖好后放入清洗器中进行超声，超声10分钟后取出；