[发明专利]一种油酸钝化有机无机杂化钙钛矿阻变存储器及制备方法

摘要

本发明提供了一种油酸钝化有机无机杂化钙钛矿阻变存储器及其制备方法，它的结构从下至上依次为底电极、阻变层、油酸钝化层和顶电极。FTO作为底电极，CH₃NH₃PbI₃薄膜作为阻变层，Pt、Au、W作为顶电极，在阻变层和顶电极之间设置了油酸钝化层和顶电极。CH₃NH₃PbI₃薄膜采用溶液化学方法制备，顶电极采用磁控溅射沉积法制备，油酸钝化层是将油酸涂布在CH₃NH₃PbI₃薄膜上形成的。本发明利用油酸在CH₃NH₃PbI₃薄膜表面钝化，阻断CH₃NH₃PbI₃薄膜与空气中的水和氧气的接触，克服了CH₃NH₃PbI₃薄膜在潮湿的空气中易分解的毛病，提高器件的稳定性，同时降低了电子在阻变层的迁移率，增大存储窗口。

主权项

1.一种油酸钝化有机无机杂化钙钛矿阻变存储器，其结构从下至上依次为底电极、阻变层、顶电极，所述底电极为透明导电玻璃FTO的导电层，即为掺F的SnO2薄膜，其厚度为200～400nm，其形状为圆或矩形，其直径或边长为50nm～2cm；所述阻变层材料为CH₃NH₃PbI₃，阻变层厚度为200～700nm，其形状与底电极相同；所述顶电极为Pt、或Au或W金属，其数量为1个或多个，其形状为圆或矩形，其厚度为50～300nm；其特征在于同时在阻变层与顶电极之间还设置了一层油酸钝化层，其形状与阻变层相同；所述一种油酸钝化有机无机杂化钙钛矿阻变存储器是用下述步骤制备的：1)清洗FTO先将FTO导电玻璃表面清洗干净，然后分别在去离子水，丙酮，酒精中超声30分钟；2).预留电极待清洗完成的FTO导电玻璃干燥后，在FTO一侧顶边贴上绝缘胶带，然后在UV清洗仪中用紫外光照射FTO表面15～30分钟；3).配钙钛矿前驱液按摩尔比1:1称取0.461g PbI₂，0.159g CH₃NH₃I和0.076g硫脲，混合溶解在1mL DMF溶剂中，或者1mL DMSO溶剂中，置于70℃恒温箱中保温2小时使PbI₂、CH₃NH₃I和硫脲粉末完全溶解，然后使用直径为0.22μm过滤器过滤除杂质；4).旋涂及退火将步骤3中的前驱液旋涂在步骤2中的FTO表面，旋涂仪转速设置为3000r/min～4000r/min，时间为30～60s，在旋转至10～20s时滴加反溶剂，使钙钛矿层快速结晶，其中反溶剂为甲苯，或氯苯，或乙酸乙酯；然后在80～100℃的条件下退火10～30分钟，形成致密的钙钛矿薄膜；5).油酸钝化处理将油酸滴涂在步骤4中的基片表面，静置3～5分钟，然后使用匀胶机清除表面多余的油酸，转速设置为4000r/min～6000r/min，时间为30～60s；6).制备顶电极将步骤5中的基片置于磁控溅射设备中，利用直流磁控溅射沉积法和掩膜版在油酸钝化的有机无机杂化钙钛矿薄膜表面沉积直径为50nm～200μm，厚度为50～300nm的顶电极，即制得油酸钝化有机无机杂化钙钛矿阻变存储器。