全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法技术

技术编号:20367580 阅读:378 留言:0更新日期:2019-02-16 18:41
本发明专利技术公开了一种全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法。所述方法先采用热喷涂的方法在清洗干净的基底表面上制备钙钛矿薄膜;然后在冷却后的钙钛矿薄膜滴加溶剂的进行旋涂,再退火处理得到全无机钙钛矿薄膜;最后在全无机钙钛矿薄膜上镀层金或铂电极,制得忆阻器元件。本发明专利技术方法简单易操作,制备出的钙钛矿薄膜致密均匀、覆盖度好,缺陷少;制备的忆阻器性能优良,通过调整溶剂中甲醇与丁酸的比例实现多重阻变。

【技术实现步骤摘要】
全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法
本专利技术属于光电薄膜
,涉及一种全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法。
技术介绍
忆阻器是基于材料阻值变化而记录信息的一种非易失性存储器。相比具有类似功能的存储单元,忆阻器具有高存密度、读写速度快、结构简单、保持时间长和功耗低等优点,被认为是下一代通用存储器的有力竞争者。有机-无机杂化钙钛矿虽具备成本低、载流子迁移率高、光吸收系数大等优点,但仍有很多的问题亟待解决,尤其是因为体系内大量本征缺陷的存在,导致有机无机杂化钙钛矿材料稳定性较差。同时,对氧气和湿气的极端敏感性造成了其对存储、制备和设备操作等环境的限制,也限制了其在各个领域中的实际应用。而用无机阳离子代替有机基团可以很好地提高材料的稳定性,因此全无机铅卤钙钛矿纳米晶CsPbX3(X为卤族元素)得到了广泛研究。全无机钙钛矿材料不仅可以作为光吸收材料作用于光伏器件中,还应用于光电探测器、晶体管、发光二极管等。最近,也有报道将卤化物钙钛矿材料应用于忆阻器,且获得了优异的性能。文献1使用CH3NH3PbI1-xClx作为新型的忆阻器材料制备了低工作电压,高稳定性的忆阻器器件(Yoo,EunJi,etal."Resistiveswitchingbehaviorinorganic–inorganichybridCH3NH3PbI3-xClxperovskiteforresistiverandomaccessmemorydevices."AdvancedMaterials27.40(2015):6170-6175.)。文献2使用全无机的CsPbBr3材料,添加氧化锌层,制备出了ON/OFF比例超过105的器件(Wu,Ye,etal."CappingCsPbBr3withZnOtoimproveperformanceandstabilityofperovskitememristors."NanoResearch10.5(2017):1584-1594.)。但是目前还没有多级阻变的高质量忆阻器的报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法。实现本专利技术目的的技术方案如下:全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法,包括如下步骤:步骤1,100~150℃下,在清洗干净的基底表面喷涂CsPbBr3前驱体溶液,制备钙钛矿薄膜;步骤2,将步骤1的薄膜进行旋涂,旋涂过程中滴加溶剂进行溶解再结晶,所述的溶剂中甲醇与丁酸的体积比为100:0~100:5;步骤3,旋涂后的薄膜在200~250℃下加热,进行退火处理,得到全无机钙钛矿薄膜;步骤4,在全无机钙钛矿薄膜上镀一层金或铂电极,得到全无机钙钛矿多重阻变忆阻器。优选地,步骤1中,所述的基底依次用洗洁精,水,乙醇、丙酮超声清洗后吹干,紫外处理10~15分钟。优选地,步骤1中,所述的基底为FTO导电玻璃。优选地,步骤1中,所述的CsPbBr3前驱体溶液为CsPbBr3的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)溶液。优选地,步骤2中,旋涂速度为2000rpm。优选地,步骤4中,退火温度为200~250℃。优选地,步骤4中,退火时间为2小时。本专利技术与现有技术相比,其优点为:(1)本专利技术方法简单易操作,通过溶剂再结晶的处理,即在第三步中滴加甲醇和丁酸的混合溶剂,制备了均匀致密、覆盖度好的全无机钙钛矿薄膜;(2)本专利技术可以通过调节甲醇和丁酸的比例实现忆阻器的多重阻变。附图说明图1为实施例1制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的扫描电镜图。图2为实施例2制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的扫描电镜图。图3为实施例3制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的扫描电镜图。图4为实施例4制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的扫描电镜图。图5为对比例1制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的X射线衍射图。图6为不同实施例制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜的多重阻变曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细的说明。实施例11)开始用洗洁精超声清洗FTO导电玻璃片(厚度约1mm)20分钟,以去除表面上可能存在的有机及无机类污渍;然后再用大量的自来水冲洗;最后将FTO放入去离子水中超声清洗20分钟;将上述洗净的FTO导电玻璃放入无水乙醇中超声清洗约20分钟,以除去表面残余的有机杂质,此步骤重复多遍;再将FTO导电玻璃在丙酮中超声波清洗约20分钟,进一步除去表面残余的有机杂质;从丙酮中取分别出FTO基板,将其置于紫外臭氧清洗机中,清洗30分钟;所述底电极材料为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。2)配置0.25mol/L的CsPbBr3钙钛矿前驱体溶液,在70℃加热搅拌24h。3)将洗好的FTO导电玻璃片放在加热台上,100℃加热,喷涂钙钛矿前驱体溶液,喷完冷却。4)将基底放在旋涂仪上,在2000rpm下滴加500μl的甲醇溶液,旋涂1分钟,然后在250℃下退火2小时。对制备的钙钛矿薄膜进行了分析表征,图1为实施例1制备的钙钛矿薄膜扫描电镜形貌图,图中钙钛矿晶粒呈明显的颗粒状,薄膜的平整性不高。实施例21)开始用洗洁精超声清洗FTO导电玻璃片(厚度约1mm)20分钟,以去除表面上可能存在的有机及无机类污渍;然后再用大量的自来水冲洗;最后将FTO放入去离子水中超声清洗20分钟;将上述洗净的FTO导电玻璃放入无水乙醇中超声清洗约20分钟,以除去表面残余的有机杂质,此步骤重复多遍;再将FTO导电玻璃在丙酮中超声波清洗约20分钟,进一步除去表面残余的有机杂质;从丙酮中取分别出FTO基板,将其置于紫外臭氧清洗机中,清洗30分钟;所述底电极材料为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。2)配置0.25mol/L的CsPbBr3钙钛矿前驱体溶液,在70℃加热搅拌24h。3)将洗好的FTO导电玻璃片放在加热台上,100℃加热,喷涂钙钛矿前驱体溶液,喷完冷却。4)将基底放在旋涂仪上,在2000rpm下滴加500μl的甲醇:丁酸体积比为100:1的混合溶液,旋涂1分钟,然后在250℃下退火2小时。对制备的钙钛矿薄膜进行了分析表征,图2为实施例2制备的钙钛矿薄膜扫描电镜形貌图,图中钙钛矿晶粒开始向片层状发生转变,平整度变高。实施例31)开始用洗洁精超声清洗FTO导电玻璃片(厚度约1mm)20分钟,以去除表面上可能存在的有机及无机类污渍;然后再用大量的自来水冲洗;最后将FTO放入去离子水中超声清洗20分钟;将上述洗净的FTO导电玻璃放入无水乙醇中超声清洗约20分钟,以除去表面残余的有机杂质,此步骤重复多遍;再将FTO导电玻璃在丙酮中超声波清洗约20分钟,进一步除去表面残余的有机杂质;从丙酮中取分别出FTO基板,将其置于紫外臭氧清洗机中,清洗30分钟;所述底电极材料为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。2)配置0.25mol/L的CsPbBr3钙钛矿前驱体溶液,在70℃加热搅拌24小时。3)将洗好的FTO导电玻璃片放在加热台上,100℃加热,喷涂钙钛矿前驱体溶液,喷完冷却。4)将基底放在旋涂仪上,在2000rpm下滴加500μl的甲醇:丁酸体积比为100:3的混合溶液,旋涂1分钟,然后在250℃下退火2h。对制备的钙钛矿薄膜进行了分析表征,图3本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,100~150℃下,在清洗干净的基底表面喷涂CsPbBr3前驱体溶液,制备钙钛矿薄膜;步骤2,将步骤1的薄膜进行旋涂,旋涂过程中滴加溶剂进行溶解再结晶,所述的溶剂中甲醇与丁酸的体积比为100:0~100:5;步骤3,旋涂后的薄膜在200~250℃下加热,进行退火处理,得到全无机钙钛矿薄膜;步骤4,在全无机钙钛矿薄膜上镀一层金或铂电极,得到全无机钙钛矿多重阻变忆阻器。

【技术特征摘要】
1.全无机钙钛矿多重阻变忆阻器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,100~150℃下,在清洗干净的基底表面喷涂CsPbBr3前驱体溶液,制备钙钛矿薄膜;步骤2,将步骤1的薄膜进行旋涂,旋涂过程中滴加溶剂进行溶解再结晶,所述的溶剂中甲醇与丁酸的体积比为100:0~100:5;步骤3,旋涂后的薄膜在200~250℃下加热,进行退火处理,得到全无机钙钛矿薄膜;步骤4,在全无机钙钛矿薄膜上镀一层金或铂电极,得到全无机钙钛矿多重阻变忆阻器。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述的基底依次...

【专利技术属性】
技术研发人员:阮伟张树芳张志伟胡延强
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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