[发明专利]二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器，其特征在于，包括：

导电衬底（1），所述导电衬底（1）位于最下层；

第一电介质层（2），所述第一电介质层（2）位于所述导电衬底（1）的上表面；

光敏浮栅层（3），所述光敏浮栅层（3）设于所述第一电介质层（2）的上表面，所述光敏浮栅层（3）为具有超晶格结构的二维钙钛矿单晶纳米片，所述二维钙钛矿单晶纳米片的厚度为5-30nm；

第二电介质层（4），为六方氮化硼纳米片，所述六方氮化硼纳米片的厚度为0-20 nm，所述光敏浮栅层（3）的上表面设有或不设有第二电介质层（4）；

半导体沟道层（5），所述半导体沟道层（5）的厚度为0.65-30 nm，制备材料为二硫化钼、硒化铟、二硫化铼和磷化硼中的至少一种，所述光敏浮栅层（3）的上表面设有第二电介质层（4），所述半导体沟道层（5）设于所述第二电介质层（4）的上表面；或者所述光敏浮栅层（3）的上表面不设有第二电介质层（4），所述半导体沟道层（5）设于所述光敏浮栅层（3）的上表面；

电极（6），所述电极（6）设于所述半导体沟道层（5）上；

其中，具有超晶格结构RP相的所述光敏浮栅层（3）制备方法包括如下步骤：

步骤1、制备具有超晶格结构的RP相二维钙钛矿单晶(BA)₂(MA)₁Pb₄I₇：

称量170.8 mg PbO粉末和129.6 mg BAI粉末和73.8 mg MAI粉末置于平底瓶中，然后再量取1.35 ml的HI溶液和0.15 ml的H₃PO₄溶液置于平底瓶中与所述粉末混合，在恒定磁力搅拌器上加热至110℃，并在110℃下搅拌1小时，之后转移平底瓶到已经加热稳定在110℃的硅油中，以3℃/h的速度冷却至室温，最后取出瓶中析出的钙钛矿晶体在40℃真空环境下干燥6小时，得到具有超晶格结构的RP相二维钙钛矿单晶；

步骤2、制备PDMS薄膜：

采用道康宁Sylgard184 PDMS为原料制备，将10 g A剂先倒入烧杯，然后使用移液枪移取1 g B剂均匀滴定在A剂中，在恒定磁力搅拌器上搅拌10 min以上，此时里面存在非常多气泡，将其均匀倒入培养器皿使其摊开，气泡会自然消失，最后将培养皿放置于80℃干燥箱加热固化1小时，制备得到PDMS薄膜；

步骤3、机械剥离法制备少层的单晶纳米片：

从步骤1得到的RP相二维钙钛矿单晶中挑选表面相对平整光滑的RP相二维钙钛矿单晶放在胶带上，并将胶带进行至少10次以上的对撕后，覆上步骤2得到的PDMS薄膜，轻轻按压使得PDMS与胶带完全粘附在一起，最后利用镊子将胶带从PDMS上快速撕起来，通过光学显微镜，可以发现此时PDMS上分布着厚度尺寸不均匀的纳米片，选择偏灰色透明的纳米片即得到少层的二维钙钛矿单晶纳米片。

2.根据权利要求1所述的二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器，其特征在于，所述导电衬底（1）的组成材料为硅、铟锡氧化物和氟锡氧化物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器，其特征在于，所述第一电介质层（2）的组成材料为二氧化硅、二氧化铪和氧化铝中的至少一种；所述第一电介质层（2）的厚度为100-300nm。

4.根据权利要求书1或2所述的二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器，其特征在于，所述电极（6）的制备材料为金、钛、铂、氧化铟锡和FTO导电玻璃中的其中一种，所述电极（6）的厚度为50-70 nm。

5.根据权利要求书1-4任一项所述的二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.采用机械剥离法分别获得光敏浮栅层（3）、第二电介质层（4）和半导体沟道层（5）；

S2.通过三维控制台，将所述光敏浮栅层（3）、所述第二电介质层（4）和所述半导体沟道层（5）依次堆叠在具有第一电介质层（2）的导电衬底（1）上；或者，将所述光敏浮栅层（3）和所述半导体沟道层（5）依次堆叠在具有第一电介质层（2）的导电衬底（1）上；

S3.在所述半导体沟道层（5）上蒸镀电极（6），得到二维钙钛矿范德华异质结非易失光电存储器。