[发明专利]一种极低温常关的电阻开关及制备方法

说明书

本发明涉及一种极低温常关的电阻开关，包括：SrTiO₃衬底、LaFeO₃薄膜、LaAlO₃薄膜，其中，所述SrTiO₃衬底的抛光面生长有所述LaFeO₃薄膜，所述LaFeO₃薄膜上生长有所述LaAlO₃薄膜，所述SrTiO₃衬底的粗糙面镀有金属。本发明极低温常关的电阻开关通过脉冲激光沉积和磁控溅射构筑的背电极/SrTiO₃/LaFeO₃/LaAlO₃异质结，其结构简单，成本低廉，氧化物晶格失配小，可行性高，能够实现大规模制备，易实现产业化，具有很强的实用价值。

技术领域

本发明涉及电阻开关技术领域，特别是涉及一种极低温常关的电阻开关及制备方法。

背景技术

随着量子计算机技术突飞猛进的发展，与之对应的是小型化、集成化的需求。基于电阻开关效应的阻变式存储器(RRAM)与传统闪存存储器相比，具有结构简单、更低功耗、更小尺寸、更高速度、更大容量、非易失性、与CMOS工艺高度兼容等特点。然而，阻变存储器的工作温度大多在室温附近，难以与液氦温度以下工作的量子计算机集成，从而实现小型化，故亟需开发一种能够在极低温环境下工作的电阻开关。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供了一种极低温常关的电阻开关及制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种极低温常关的电阻开关，包括：

SrTiO₃衬底、LaFeO₃薄膜和LaAlO₃薄膜，其中，所述SrTiO₃衬底的抛光面生长有所述LaFeO₃薄膜，所述LaFeO₃薄膜上生长有所述LaAlO₃薄膜，所述SrTiO₃衬底的粗糙面镀有黏附层和背电极。

优选地，所述SrTiO₃衬底采用单面抛光的单晶SrTiO₃衬底，所述单晶SrTiO₃衬底厚度≤1mm，所述单晶SrTiO₃衬底为001取向的单晶SrTiO₃衬底。

优选地，所述SrTiO₃衬底的抛光面上生长的LaFeO₃薄膜为c轴择优取向的LaFeO₃薄膜，所述LaFeO₃薄膜厚度为2-15个单胞层；在LaFeO₃薄膜上生长的LaAlO₃薄膜为c轴择优取向的LaAlO₃薄膜，所述LaAlO₃薄膜厚度为2-5个单胞层。

优选地，所述黏附层采用Ni、Ti或Al，所述背电极采用Pt或Au。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种制备极低温常关的电阻开关的方法，包括：

对SrTiO₃衬底进行预处理，并对处理后的SrTiO₃衬底进行脉冲激光沉积，外延生长氧化物薄膜；

对生长了所述氧化薄膜的SrTiO₃衬底进行磁控溅射，在粗糙面溅射金属形成黏附层，并在所述黏附层溅射金属作为背电极，得到电阻开关；

将所述电阻开关置于极低温环境，施加背栅极电场后撤去，得到常关的电阻开关。

优选地，对SrTiO₃衬底进行预处理包括：