[发明专利]快速寻找最佳合金氧化物忆阻材料的方法

说明书

本发明揭示了一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。本发明提供的快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，通过在绝缘衬底上形成一层金属元素配比渐变的合金层，然后在该合金层上形成合金氧化物层，再以该合金氧化物层为功能层制作出多个忆阻器，然后测试寻找性能最好的忆阻器，从而快速确认最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料，该方法相较于现有技术能够显著的提高效率，减少实验次数。

技术领域

本发明属于忆阻材料技术领域，具体涉及一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。

背景技术

人工智能技术的快速发展对高能效处理数据提出更高要求，类脑芯片模拟人大脑具有杰出的能量效率获得广泛关注。忆阻器作为一种具有记忆功能的电阻，电阻具有可塑性，可以完美模拟生物突触，被认为是实现类脑芯片的最佳选择。忆阻器具有金属底电极/功能层/金属顶电极三明治结构，目前众多不同种类的材料被选用作功能层材料。金属氧化物被认为是比较有潜力的忆阻材料，在合金材料氧化物能够提高忆阻性能也被广泛研究。

为了寻找最佳的合金氧化物忆阻材料，通常需要做大量的实验，通过不断调节合金的成分形成不同的合金氧化物来制成忆阻器，然后测量忆阻器的性能，来寻找最佳的合金配比，但是这种方法效率低，费时费力

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，包括以下步骤：

步骤1：在绝缘衬底的一表面上形成一层沿预定方向厚度逐渐增大的第一金属层；

步骤2：在所述第一金属催化剂层的表面上形成一层沿所述预定方向厚度逐渐减小的第二金属层；

步骤3：退火处理，使第一金属层和第二金属层融合形成合金层，并使得在所述合金层中第一金属原子和第二金属原子的比值沿所述预定方向逐渐增大；

步骤4：氧化处理，在所述合金层的表面上形成合金氧化物层；

步骤5：沿所述预定方向上以不同位置处的合金氧化物层作为功能层来制作多个忆阻器；

步骤6：测试对比各个忆阻器的性能，根据性能最佳的忆阻器所对应的合金氧化物层中的金属元素配比来确定最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料。

进一步地，所述第一金属和第二金属选自钨、钛、铪、铝、钽、镍中的任意两种。

进一步地，所述第一金属层和/或第二金属层通过磁控溅射的方式沉积形成。

进一步地，所述绝缘衬底为氧化硅片。

进一步地，所述步骤4中的氧化处理的具体方式为：

将所述合金层置于空气或氧气氛围下加热氧化。

进一步地，所述步骤5中制作忆阻器的具体方式为：

在所述合金氧化物层的上表面沿所述预定方向制作顶电极阵列，以形成多个沿所述预定方向阵列排布的忆阻器。

进一步地，所述顶电极包括电极层和形成于所述电极层一面上的联接层，所述顶电极通过所述联接层联接于所述合金氧化物层的上表面上。

进一步地，所述联接层的材质为钛氮，所述电极层的材质为钨、铝、金中的至少一种。

本发明有益效果：