一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器制造技术

本发明专利技术所述一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其基本结构由下至上依次包括衬底、底电极层、阻变功能层、顶电极层。其中阻变功能层为黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结，且该范德华异质结中可掺入金属离子。本发明专利技术具有如下优点：本发明专利技术利用黑磷容易自然氧化成氧化磷的特点设计了BP和P4Ox范德华异质结，将黑磷在应用中的不足变为可利用的优点。同时，利用BP和P4Ox范德华异质结对阳离子的束缚作用和电导可变特性设计了基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器。本发明专利技术电学性能优异，且具有良好的散热性。本发明专利技术的制备方法简单，成本低，存储稳定，可使用领域广泛，有利于黑磷德华异质结忆阻器的大规模生产及产业化应用。

Van der Waals heterojunction memristor based on black phosphorus and black phosphorus oxide

The Van der Waals heterojunction memristor based on black phosphorus and black phosphorus oxide has the basic structure of a substrate, a bottom electrode layer, a resistance functional layer and a top electrode layer from bottom to top. Van der Waals heterojunction with black phosphorus and black phosphorus oxide is the functional layer, and metal ions can be doped into the Van der Waals heterojunction. The invention has the following advantages: the BP and P4Ox Van der Waals heterojunctions are designed by using the characteristics that black phosphorus is easily oxidized naturally to phosphorus oxide, and the shortcomings of black phosphorus in application can be turned into the advantages of utilization. At the same time, Van der Waals heterojunction memristors based on black phosphorus and black phosphorus oxide are designed by using the binding effect of BP and P4Ox heterojunctions on cations and the variable conductivity. The invention has excellent electrical performance and good heat dissipation. The invention has the advantages of simple preparation method, low cost, stable storage and wide application field, and is conducive to large-scale production and industrial application of black phosphorus Dehua heterojunction memristor.

【技术实现步骤摘要】
一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器
本专利技术涉及忆阻器领域，尤其涉及一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器。
技术介绍
随着移动互联网、物联网、云计算、深度学习等新兴技术的发展，人类正在步入人工智能时代。神经形态计算是实现超大规模机器和人工智能的一条重要途径。忆阻器被认为是实现神经形态计算和大规模神经网络最有前景的硬件单元。忆阻器概念首先由加州伯克利大学电子工程系蔡少棠教授于1971年提出，随后，HP实验室于2008年在实验上制备出了忆阻器。忆阻器拥有超小尺寸，二端结构，多阻态开关特性，极快擦写速度，超高擦写寿命，和良好CMOS兼容性，可实现高密度交叉阵列电路进行高速并行计算。此外，忆阻器还可以用来模拟神经突触和神经元，用来实现人工神经网络和脉冲神经网络。目前，不同材料、结构和工作机制的忆阻器已被广泛研究。从材料体系看，主要有有二元氧化物体系，硫化物体系，钙钛矿体系，以及二维层状材料等；从结构看，主要有二端金属-氧化物-金属构型忆阻器和三端场效应构型忆阻器；从机理看，主要分为氧空位/氧离子迁移机制、电化学金属化机制、相变机制、质子迁移机制、过渡金属Mott变化机制等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其基本结构由下至上依次包括衬底、底电极层、阻变功能层、顶电极层，其特征在于：所述的阻变功能层为黑磷BP和黑磷氧化物P4Ox的范德华异质结，且该范德华异质结中可掺入金属离子。

【技术特征摘要】
1.一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其基本结构由下至上依次包括衬底、底电极层、阻变功能层、顶电极层，其特征在于：所述的阻变功能层为黑磷BP和黑磷氧化物P4Ox的范德华异质结，且该范德华异质结中可掺入金属离子。2.根据权利要求1所述的一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其特征在于：所述黑磷BP为半导体，具有层状结构，层间通过范德华力相互作用，层数从单层到数层不等，单层黑磷厚度约为0.2纳米，黑磷总厚度为0.2纳米到100纳米。3.根据权利要求1所述的一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其特征在于：所述黑磷氧化物P4Ox为绝缘体，具有层状结构，层间通过范德华力相互作用，层数从单层到数层不等，单层黑磷氧化物厚度约为0.45纳米，其氧化程度用下标x表示，x的范围从1-10不等，P4O1氧化程度最小，P4O10为完全氧化，P4Ox总厚度为0.45纳米到100纳米，且P4Ox中每个单层P4Ox的氧化程度可不同。4.根据权利要求1所述的一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华异质结忆阻器，其特征在于：所述黑磷BP和黑磷氧化物P4Ox的范德华异质结中，BP层和P4Ox层以范德华力结合，具体可分为三种方案，方案一为自下而上BP/P4Ox，方案二为自下而上BP/P4Ox/BP，方案三为自下而上P4Ox/BP/P4Ox。5.根据权利要求1所述的一种基于黑磷和黑磷氧化物的范德华...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄安平，张新江，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11