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CN106953009A - 一种忆阻器的制备方法 - Google Patents

一种忆阻器的制备方法 Download PDF

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CN106953009A CN201710291749.XA CN201710291749A CN106953009A CN 106953009 A CN106953009 A CN 106953009A CN 201710291749 A CN201710291749 A CN 201710291749A CN 106953009 A CN106953009 A CN 106953009A
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Abstract

本发明提供了一种忆阻器的制备方法，涉及存储器制造技术领域。它能有效地解决半导体材料的负面影响的问题。包括步骤一、收集足够的干枯树叶；步骤二、将步骤一收集到的树叶通过分离法获取超细的树叶粉末，备用；步骤三、将步骤二得到的超细树叶粉末溶解在乙基纤维素溶液中，制备成胶体；步骤四、用掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃FTO做基片，利用旋涂法将步骤三得到的胶体在基片导电的一面旋涂成薄膜作为介电层；步骤五、将步骤四中得到的带介电层的基片，在60℃的干澡箱里干燥12小时以上；步骤六、将步骤五中干燥之后的基片放入真空沉积设备；步骤七、通过真空沉积法将基片上介电层的表面沉积金属银做上电极，得到具有银/树叶/FTO结构的忆阻器件。

Description

一种忆阻器的制备方法
技术领域
本发明涉及一种存储器制造技术领域。
背景技术
存储器在整个IC市场中一直占有十分重要的地位。据2007年统计，全球存储器市场的销售额已经高达600亿美元，而且市场份额还在不断扩大。目前使用的存储器可以分为两类，即易失性的随机存储器和非易失性存储器。前者主要产品有动态随机存取存储器和静态随机存储器，数据存储速度快，但当结束供电后，所存储的资料会很快消失，因此存储的信息需要不断刷新。后者主要有ROM(只读存储器)、PROM(可编程存储器)、EEPROM(电可擦除存储器)、Flash(闪存)等，它们的存储速度相对较慢，但是具有断电后仍然能够继续保持存储数据的特性，已经广泛应用于各种手持终端和多媒体设备中，其中Flash已经成为最为成熟的主流的非易失性存储器。市场调研机构Databeans指出，2009年全球Flash销售额达到194.72亿美元，占半导体产业的8.7％，在2010年全球Flash销售额已达到254.28亿美元，而且呈现逐年增加的趋势。
忆阻随机存储器是基于忆阻效应的一种存储器，简称忆阻器，结构与磁存储器相似，存储单元为导体/绝缘体/导体构成的三明治结构，但是介质层两侧不是磁性材料，而是导体材料。一般情况下，导体为金属，因此忆阻随机存储器的结构为导体/绝缘体/导体型结构。通过施加一定极性的电压脉冲，导体/绝缘体/导体结构中绝缘层的电阻可以在高阻态和低阻态之间进行可逆转换，由此实现信息的存储。忆阻随机存储器具有存储密度高，读写速度快，结构相对简单等优点。另外，忆阻随机存储器的制作工艺与传统的CMOS工艺的兼容性很好，容易实现大批量、可集成、低成本的生产制造。
目前，制备忆阻器的材料主要是半导体，如ZnO，TiO2，CuO，NiO，BiFeO3，Fe2O3等，以及一些有机半导体材料，这样的半导体材料获取难、价格高、不易回收、可持续利用率低，而且有一部分半导体材料具有毒性，对环境和人体都有负面影响。最近，许多科研人员在制备忆阻器件中开始使用无毒的天然生物材料，如蚕丝、蛋白质、蛋清等。但是，蚕丝和蛋白质的价格昂贵，不易获取。在该发明中我们尝试使用天然的生物材料树叶来制备忆阻器，利用树叶制备忆阻器，不但实现了废物的二次利用，而且树叶易分解，无污染，可持续利用。因此，利用树叶制备忆阻器，从长远来看将是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的是提供一种忆阻器的制备方法，它能有效地解决半导体材料对环境和人体都有负面影响的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种忆阻器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、收集足够的干枯树叶；
步骤二、将步骤一收集到的树叶通过分离法获取超细的树叶粉末，备用；
步骤三、将步骤二得到的超细树叶粉末溶解在乙基纤维素溶液中，制备成胶体；
步骤四、用掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃FTO做基片，利用旋涂法将步骤三得到的胶体在基片导电的一面旋涂成薄膜作为介电层；
步骤五、将步骤四中得到的带介电层的基片，在60℃的干澡箱里干燥12小时以上；
步骤六、将步骤五中干燥之后的基片放入真空沉积设备；
步骤七、通过真空沉积法将基片上介电层的表面沉积金属银做上电极，得到具有银/树叶/FTO结构的忆阻器件。
所述通过分离法获取超细的树叶粉末的具体方法为：将收集到的干枯树叶，依次用酒精和去离子水清洗并粉碎后，置于容器中，然后将容器置于干燥箱中，在60℃下干燥，干燥到可以研磨成粉末为止；取出干燥好的树叶碎片研磨，随后将研磨后的粉末经1200目～1600目过筛并分散在酒精中，用孔径10微米的滤膜进行抽滤，再将过滤物进行二次干燥，将最终干燥好的树叶粉末，保存于40℃的干燥箱中，备用。
所述导电基片可以是金属薄片或导电薄膜。
所述上电极可以是银以外的金属或导电氧化物；介电层可以是树叶以外的其他植物的叶、茎、果皮。
本发明的有益效果在于：本发明利用分离法制备超细的树叶粉末，并且在导电基片上制备树叶薄膜，进一步利用了废物制备有用的器件，增加了废品利用；因此，本发明制备的忆阻器件能够实现废物的二次利用，制造成本非常低，同时制备成的器件具有较好的室温忆阻特性，而且循环稳定性良好，能够用于制备忆阻存储器的原始模型。能够实现较高比率的开关性能，而且成本低、循环寿命长。
附图说明
图1为通过分离法提取超细树叶粉末及制备忆阻器件的流程图；
图2为提取的超细树叶粉末的XRD、XPS及EDX图谱；
图3为提取的超细树叶粉末的主要元素的XPS图谱；
图4为制备的忆阻器件的忆阻效应表征；
图5为制备的忆阻器件的存储性能表征。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
以下将参照附图，对本发明进行详细的描述。
图1为通过分离法提取超细树叶粉末的流程图，并在导电基片上制备结构为银/树叶/FTO忆阻器件的流程图。如图1所示，本实施例的银/树叶/FTO忆阻器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、收集足够多的干枯树叶；
步骤二、将步骤一收集到的树叶依次用酒精和去离子水将收集来的树叶清洗若干次，之后用剪刀剪碎，置于烧杯中，然后将其置于干燥箱中，在60℃下干燥一周以上，干燥到足以研磨成粉末为止；然后将干燥好的树叶碎片研磨，随后将研磨后的粉末经1200目～1600目过筛并分散在酒精中，用孔径10微米的滤膜进行抽滤，将过滤物再进行二次干燥，将最终干燥好的超细的树叶粉末保存在40℃的干燥箱中，以备用。
步骤三、将步骤二得到的超细树叶粉末溶解在乙基纤维素溶液中，制备成胶体；
步骤四、将掺杂氟的二氧化锡(SnO2)透明导电玻璃(FTO)做基片，利用旋涂法将步骤三制备好的胶体在FTO基片导电的一面上旋涂成薄膜作为介电层；
步骤五、将步骤四得到的带介电层的基片，在60℃的干澡箱里干燥12小时以上；
步骤六、将步骤五中干燥之后的基片放入真空沉积设备；
步骤七、通过真空沉积法在基片介电层的表面沉积金属银做为上电极，得到具有银/树叶/FTO结构的忆阻器件。
图2(a)为实施例提取的超细树叶粉末的X射线衍射(XRD)图谱，由图可以看出提取出来的超细树叶粉末的主要成分为碳。图2(b)为实施例提取的超细树叶粉末的X射线光电子能谱(XPS)图，其中的插图为能量色散X射线光谱(EDX)元素分析图，由图可以看出，提取出来的超细树叶粉末主要包含碳(C)和氧(O)元素外，还含有硅(Si)、钙(Ca)、钾(K)等金属元素，再无其他杂质元素，符合常见树叶所包含的化学元素。
图3(a)-(d)分别是C、O、Si、Ca四个元素的XPS放大图谱，其中C和O是构成树叶的主要元素，Si、Ca、K元素是含在树叶里面的微量元素。
图4为所制备忆阻器件的存储性能表征图，在忆阻性能测试中，FTO导电玻璃直接作为下电极，用面积约8mm2状的银作为上电极，将电化学工作站作为电流电压测试两用表，构成测试电路进行忆阻性能测试，其结果如下：
图4(a)为测试电路在电压扫描范围为-1.5V到1.5V的电流—电压(I-V)图，图4(b)为其相应的利用对数坐标表征的I-V图，从图中可以明显看出所制备的忆阻器件具有良好的忆阻效应，其突变(Set)和复位(Reset)过程非常明显。
图5(a)为忆阻器件的高低阻态—循环次数图，由图可以看出，该忆阻器件的高低电阻比率大约为30，并且其循环稳定性良好，50次循环后没任何衰减。图5(b)为该忆阻器件的高阻态电阻(RHRS)和低阻态电阻(RLRS)分别在0.5V偏压下高低阻态—时间图，由图可以看出，其开关500秒之后，基本无任何衰减。
通过上述实验可以证明，实施例制备得到的超细的树叶粉末具有良好的忆阻存储效应，该忆阻器件能够实现较好的室温忆阻存储特性而且循环稳定性良好。
本发明中，导电基片不限于FTO导电玻璃，其它金属薄片或导电薄膜也可用于本发明；上电极也不限于银，其他金属或导电氧化物都可用于本发明；介电层也不局限于树叶，其他植物叶子、茎、果皮经过适当处理都可用于本发明。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实验已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种忆阻器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、收集足够的干枯树叶；
步骤二、将步骤一收集到的树叶通过分离法获取超细的树叶粉末，备用；
步骤三、将步骤二得到的超细树叶粉末溶解在乙基纤维素溶液中，制备成胶体；
步骤四、用掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃FTO做基片，利用旋涂法将步骤三得到的胶体在基片导电的一面旋涂成薄膜作为介电层；
步骤五、将步骤四中得到的带介电层的基片，在60℃的干澡箱里干燥12小时以上；
步骤六、将步骤五中干燥之后的基片放入真空沉积设备；
步骤七、通过真空沉积法将基片上介电层的表面沉积金属银做上电极，得到具有银/树叶/FTO结构的忆阻器件。
2.根据权利要求1所述的一种忆阻器件的制备方法，其特征在于：所述通过分离法获取超细的树叶粉末的具体方法为：将收集到的干枯树叶，依次用酒精和去离子水清洗并粉碎后，置于容器中，然后将容器置于干燥箱中，在60℃下干燥，干燥到可以研磨成粉末为止；取出干燥好的树叶碎片研磨，随后将研磨后的粉末经1200目～1600目过筛并分散在酒精中，用孔径10微米的滤膜进行抽滤，再将过滤物进行二次干燥，将最终干燥好的树叶粉末，保存于40℃的干燥箱中，备用。
3.根据权利要求1所述的一种忆阻器件的制备方法，其特征在于：所述导电基片可以是金属薄片或导电薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种忆阻器件的制备方法，其特征在于：所述上电极可以是银以外的金属或导电氧化物；介电层可以是树叶以外的其他植物的叶、茎、果皮。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108447985A (zh) * 2018-04-10 2018-08-24 西南交通大学 一种基于香蕉皮的生物忆阻器的制备方法
CN108615810A (zh) * 2018-04-10 2018-10-02 西南交通大学 一种室温下忆阻及负电容效应稳定共存器件的制备方法
CN108666418A (zh) * 2018-04-27 2018-10-16 西南交通大学 一种忆阻器件的制备方法
CN108754574A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 西南交通大学 一种亮黄色忆阻器的制备方法
CN108831994A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 西南交通大学 一种基于蒜的生物忆阻器的制备方法
CN109244235A (zh) * 2018-07-30 2019-01-18 西南交通大学 一种石蕊作为忆阻器件介电层的应用
CN109309157A (zh) * 2018-09-11 2019-02-05 西南交通大学 一种基于香菇粉末的柔性生物忆阻器的制备方法
CN109599488A (zh) * 2018-11-06 2019-04-09 西南交通大学 一种毛发在制备忆阻器中的应用
CN110514327A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 电子科技大学 一种基于有机场效应晶体管的柔性压力传感器及其制备方法
CN111092097A (zh) * 2019-12-17 2020-05-01 西交利物浦大学 一种基于生物材料的rram及其制备方法
CN113488587A (zh) * 2021-03-26 2021-10-08 黑龙江大学 一种基于银和氧化石墨烯的crs阻变存储器及其制备方法
CN113594363A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 华中科技大学 一种环境友好型的纤维素基自支撑忆阻器及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610752A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 清华大学深圳研究生院 三维无模浆料直写成型制造忆阻器的方法及忆阻器
CN105161615A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 中南大学 一种基于纤维衬底的忆阻器及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610752A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 清华大学深圳研究生院 三维无模浆料直写成型制造忆阻器的方法及忆阻器
CN105161615A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 中南大学 一种基于纤维衬底的忆阻器及其制备方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108447985A (zh) * 2018-04-10 2018-08-24 西南交通大学 一种基于香蕉皮的生物忆阻器的制备方法
CN108615810A (zh) * 2018-04-10 2018-10-02 西南交通大学 一种室温下忆阻及负电容效应稳定共存器件的制备方法
CN108666418A (zh) * 2018-04-27 2018-10-16 西南交通大学 一种忆阻器件的制备方法
CN108754574A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 西南交通大学 一种亮黄色忆阻器的制备方法
CN108831994A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 西南交通大学 一种基于蒜的生物忆阻器的制备方法
CN109244235A (zh) * 2018-07-30 2019-01-18 西南交通大学 一种石蕊作为忆阻器件介电层的应用
CN109309157A (zh) * 2018-09-11 2019-02-05 西南交通大学 一种基于香菇粉末的柔性生物忆阻器的制备方法
CN109599488A (zh) * 2018-11-06 2019-04-09 西南交通大学 一种毛发在制备忆阻器中的应用
CN110514327A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 电子科技大学 一种基于有机场效应晶体管的柔性压力传感器及其制备方法
CN111092097A (zh) * 2019-12-17 2020-05-01 西交利物浦大学 一种基于生物材料的rram及其制备方法
CN113488587A (zh) * 2021-03-26 2021-10-08 黑龙江大学 一种基于银和氧化石墨烯的crs阻变存储器及其制备方法
CN113488587B (zh) * 2021-03-26 2023-06-06 黑龙江大学 一种基于银和氧化石墨烯的crs阻变存储器及其制备方法
CN113594363A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 华中科技大学 一种环境友好型的纤维素基自支撑忆阻器及其制备方法
CN113594363B (zh) * 2021-07-30 2022-05-31 华中科技大学 一种环境友好型的纤维素基自支撑忆阻器及其制备方法

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