[发明专利]一种调控无铅双钙钛矿基阻变存储器实现多态存储的方法

说明书

本发明公开了一种调控无铅双钙钛矿基阻变存储器实现多态存储的方法，包括如下步骤：1）制备Cs₂AgBiBr₆样品；2）制备Cs₂AgBiBr₆基阻变存储器件；3）光照调控Pt/Cs₂AgBiBr₆/ITO/glass器件阻变特性。这种方法提高了该类存储器的存储密度，增加了该类阻变存储器的阻态数量，实现了多值存储，进而为器件集成化研发提供途径。

技术领域

本发明涉及信息存储技术领域，具体是一种调控无铅双钙钛矿基阻变存储器实现多态存储的方法。

背景技术

面对日渐冗杂的数据、信息存储和和处理，需要进一步提高现存储器的存储密度，增加存储器的集成性和多功能性，降低使用功耗。但随着硅基存储器极限尺寸的逼近，仅通过减小存储器单位尺寸实现存储的高密度和存储器的集成化的方式将面临巨大挑战。相比单一的减小器件尺寸的方式，更为行之有效的方式是增加存储单元的记忆位数量。基于存储功能层材料自身的物理特性，引入其他场，实现存储单元的多值存储。其中，光控阻变存储以简单的器件结构、低的尺寸限制、与CMOS工艺良好的兼容性，以及高速、低噪、节能等优势在多值存储领域展现出了极大竞争力。尤其是光控钙钛矿卤化物基阻变存储器，因阻变功能层高的光电转换效率、长的电荷扩散长度、可调的带隙宽度和无forming的阻变行为等特性，是光控阻变存储研发的重要方面。但该类材料多因亲水性而易水解变质，且热稳定性差，致使由其构成的光电、光敏及存储器件性能不稳定，从而限制了该类存储器在战略性领域，如海洋工程、航空航天、地热能源及核工程中的应用研究。再者，有毒重金属Pb的存在会对环境及人体造成不可逆转的危害。无铅双钙钛矿阻变层材料是以恰当的一价与三价的非Pb的金属离子组合的方式替换了结构中的Pb²⁺，既从根本上消除重金属Pb对环境的有害影响，同时又提高了钙钛矿卤化物基阻变存储器的热稳定性。到目前为止，无铅双钙钛矿基阻变存储器，仅是通过电场调控的方式，实现了高、低两个阻态的存储，还未在其中获得三个以上的阻态变化。这不利于该类阻变存储器在高密度、高集成化方面的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种调控无铅双钙钛矿基阻变存储器实现多态存储的方法。这种方法提高了该类存储器的存储密度，增加了该类阻变存储器的阻态数量，实现了多值存储，进而为器件集成化研发提供途径。

实现本发明目的的技术方案是：

一种调控无铅双钙钛矿基阻变存储器实现多态存储的方法，包括如下步骤：

1）制备Cs₂AgBiBr₆样品：将BiBr₃、AgBr和CsBr以1:1:2的摩尔比溶于有机溶剂DMSO中，在恒温手套箱中加热到60~70℃，搅拌10小时以上，得到清亮的黄色目标溶液，然后通过溶胶-凝胶法制备目标样品：先将铟锡氧化物导电玻璃衬底，即ITO/glass作为基底固定在匀胶机上，然后以400rpm以上的转速，将目标溶液在ITO/glass基底上旋涂10 s以上，再以4000 rpm以上的转速条件旋涂30 s以上，最后在200~300℃电热板上退火5~10分钟，得到Cs₂AgBiBr₆薄膜；

2）制备Cs₂AgBiBr₆基阻变存储器件：将Cs₂AgBiBr₆薄膜表面用N₂气枪清理干净后置于磁控溅射腔内，溅射得到厚度在150 nm以上的Pt电极，进而得到Pt/Cs₂AgBiBr₆/ITO/glass器件；