[发明专利]一种基于二维V2

说明书

一种基于二维V₂C材料的忆阻器及其制备方法，忆阻器由下至上分为若干层，依次为衬底、底电极、阻变层和顶电极，阻变层位于底电极和顶电极之间，阻变层包括介质层和二维V₂C材料膜，二维V₂C材料膜旋涂于介质层的上表面，介质层的底部与底电极的顶部相接触；二维V2C材料膜的顶部与顶电极的底部相接触；忆阻器采用二维V₂C材料，在不同的限制电流下表现出易失和非易失特性共存的现象，具有良好的稳定性、高重复性及较低的工作电压等优点。

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域，具体涉及一种基于二维V₂C材料的忆阻器及其制备方法。

背景技术

忆阻器是蔡少棠教授从逻辑和公理的观点所提出的第四种基本电子元器件。它表示磁通与电荷的关系，有望实现非易失性随机存储器，也是硬件实现人工神经网络突触的最好方式。忆阻器具有结构简单、尺寸小、易于集成、开关速度快、功耗低等优势。

二维V₂C材料是MXene材料的一员，通过刻蚀V₂AlC而制得，具有导电性好、电荷响应速度快、比表面积大，以及亲水性好等特点。基于此，其已经被应用于制备电池、超级电容器以及白色激光器，并取得令人瞩目的成绩。另外，具相关报道，已有一些二维材料被引入到忆阻器中以提高器件性能并取得了成效，但二维V₂C材料在阻变器件中的应用尚是空白。

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。虽然基于氧化物的忆阻器有着很高的集成度和应用前景，但是氧化物忆阻器器件存在稳定性和开关重复性差的问题，给将其设计成存储单元并搭建成系统带来了非常大的挑战，是业内公认的最急待解决的技术瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于二维V₂C材料的忆阻器及其制备方法，在不同的限制电流下表现出易失和非易失特性共存的现象，具有良好的稳定性和高重复性及较低的工作电压。

本发明提供一种基于二维V₂C材料的忆阻器, 由下至上分为若干层，依次为衬底、底电极、阻变层和顶电极，阻变层设置于底电极和顶电极之间，阻变层包括介质层和二维V₂C材料膜，二维V₂C材料膜铺设于介质层的上表面，介质层的底部设置在底电极的顶部上，二维V₂C材料膜的顶部上安装顶电极；。

作为本发明的进一步技术方案，衬底为硅衬底，底电极为钨层，厚度为80nm，介质层为二氧化钛层，厚度为60nm，顶电极为银层，厚度为80nm。

进一步的，二维V₂C材料膜通过甩胶机旋涂于介质层的上表面。

进一步的，顶电极通过掩模版制备而成。

进一步的，底电极通过磁控溅射法溅射形成于衬底上，介质层通过磁控溅射法溅射形成于底电极上，顶电极通过磁控溅射法溅射形成于二维V₂C材料膜上。

本发明还提供一种基于二维V₂C材料的忆阻器的制备方法，包括如下步骤，

步骤S1、清洗衬底，将清洗好的衬底放入溅射室内的样品台上，把溅射室内抽至真空状态，选取装有底电极材料的靶枪作为溅射源，通过磁控溅射仪溅射沉积得到底电极；

步骤S2、维持溅射室的真空环境，用装有介质层材料的靶枪作为溅射源，在底电极的上表面均匀溅射出介质层；