一种毛发在制备忆阻器中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种毛发在制备忆阻器中的应用，涉及存储器制造技术领域。将0.25mol/L的氢氧化钠一份、0.4mol/L的硫化钠一份和0.05mol/L的十二烷基硫酸钠一份，三者等量配制成混合溶液；将碎毛发与混合溶液按质量体积比为1:15的比例混合均匀；并进行过滤操作，得到碎毛发的溶解液，经离心操作取离心得到的上清液，用300目的透析袋透析48小时并干燥，研磨成超细的角蛋白粉末；得到的角蛋白粉末与高氯酸钾电解液1:1等质量混合制备成混合胶体；用铟锡金属氧化物透明导电玻璃ITO做基片，将混合胶体作为中间层旋涂到ITO薄膜上作为介电层，并在环境温度为60℃的干燥箱里干燥；通过真空沉积法在涂敷介电层的基片表面沉积金属银做上电极，得到具有银/角蛋白/ITO结构的忆阻器件。

【技术实现步骤摘要】
一种毛发在制备忆阻器中的应用
本专利技术涉及一种存储器制造

技术介绍
存储器在整个IC市场中一直占有十分重要的地位。据2007年统计，全球存储器市场的销售额已经高达600亿美元，而且市场份额还在不断扩大。目前使用的存储器可以分为两类，即易失性的随机存储器和非易失性存储器。前者主要产品有动态随机存取存储器和静态随机存储器，数据存储速度快，但当结束供电后，所存储的资料会很快消失，因此存储的信息需要不断刷新。后者主要有ROM(只读存储器)、PROM(可编程存储器)、EEPROM(电可擦除存储器)、Flash(闪存)等，它们的存储速度相对较慢，但是具有断电后仍然能够继续保持存储数据的特性，已经广泛应用于各种手持终端和多媒体设备中，其中Flash已经成为最为成熟的主流的非易失性存储器。市场调研机构Databeans指出，2009年全球Flash销售额达到194.72亿美元，占半导体产业的8.7％，在2010年全球Flash销售额已达到254.28亿美元，而且呈现逐年增加的趋势。忆阻随机存储器是基于忆阻效应的一种存储器，简称忆阻器，结构与磁存储器相似，存储单元为导体/绝缘体/导体构成的三明治结构，但是介质层两侧不是磁性材料，而是导体材料。一般情况下，导体为金属，因此忆阻随机存储器的结构为导体/绝缘体/导体型结构。通过施加一定极性的电压脉冲，导体/绝缘体/导体结构中绝缘层的电阻可以在高阻态和低阻态之间进行可逆转换，由此实现信息的存储。忆阻随机存储器具有存储密度高，读写速度快，结构相对简单等优点。另外，忆阻随机存储器的制作工艺与传统的CMOS工艺的兼容性很好，容易实现大批量、可集成、低成本的生产制造。目前，制备忆阻器的材料主要是半导体，如ZnO，TiO2，CuO，NiO，BiFeO3，Fe2O3等，以及一些有机半导体材料，这样的半导体材料获取难、价格高、不易回收、可持续利用率低，而且有一部分半导体材料具有毒性，对环境和人体都有负面影响。最近，许多科研人员在制备忆阻器件中开始使用无毒的天然生物材料，如蚕丝、蛋白质、蛋清等。但是，蚕丝和蛋白质的价格昂贵，不易获取。在该专利技术中我们尝试使用天然的生物材料头发来制备忆阻器，利用头发制备忆阻器，不但实现了废物的二次利用，而且头发易分解，无污染，可持续利用。因此，利用头发制备忆阻器，从长远来看将是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种毛发在制备忆阻器中的应用，它能有效地解决毛发作为半导体材料的应用问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种毛发在制备忆阻器中的应用，具体步骤如下：步骤一、将收集到的毛发丝洗净干燥，粉碎备用；步骤二、配制混合溶液：将摩尔浓度为0.25mol/L的氢氧化钠一份、摩尔浓度为0.4mol/L的硫化钠一份和摩尔浓度为0.05mol/L的十二烷基硫酸钠一份，三者等量搅拌均匀，配制成混合溶液，备用；步骤三、将碎毛发与步骤二配制得到的混合溶液按质量体积比为1:15的比例混合均匀并使毛发溶解；然后，将溶解的毛发溶液进行过滤操作，得到碎毛发的溶解液，再以10000r/min的转速进行离心操作10min，取离心得到的上清液，用300目的透析袋透析48小时，将透析后的上清液放入环境温度T＝50℃干燥箱干燥，得到角蛋白晶体，研磨成超细的角蛋白粉末，备用；步骤四、将步骤三得到的角蛋白粉末与高氯酸钾电解液1:1等质量混合制备成混合胶体；步骤五：用铟锡金属氧化物透明导电玻璃ITO做基片，将混合胶体作为中间层旋涂到ITO薄膜上作为介电层，并在环境温度为60℃的干燥箱里干燥12小时以上；步骤六：通过真空沉积法在涂敷介电层的基片表面沉积金属银做上电极，得到具有银/角蛋白/ITO结构的忆阻器件。所述300目的透析袋的截留量为8000-14000分子量。本专利技术的有益效果在于：采用毛发为原料并且在导电基片上制备角蛋白薄膜，进一步利用了废物制备有用的器件，增加了废品利用，使得制造成本非常低，同时制备成的器件具有较好的室温忆阻特性，而且循环稳定性良好，能够用于制备忆阻存储器的原始模型。能够实现较高比率的开关性能，而且成本低、循环寿命长。附图说明图1为本专利技术还原法制备角蛋白超细粉末及制备忆阻器件的流程图图2为本专利技术制备的忆阻器件的忆阻性能表征对比图图3为本专利技术制备的忆阻器件的储存性能表征对比图具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：以下将参照附图，对本专利技术进行详细的描述。图1为通过还原法提取超细角蛋白粉末的流程图，并在导电基片上制备结构为银/角蛋白/ITO忆阻器件的流程图。如图一所示，本实施例的银/角蛋白/ITO忆阻器件的制备方法，包括以下步骤：步骤一、收集足够的头发丝，将收集到的毛发丝洗净干燥，粉碎备用。步骤二、配制混合溶液：将摩尔浓度为0.25mol/L的氢氧化钠一份、摩尔浓度为0.4mol/L的硫化钠一份和摩尔浓度为0.05mol/L的十二烷基硫酸钠一份，三者等量搅拌均匀，配制成混合溶液，备用；步骤三、将碎毛发与步骤二配制得到的混合溶液按质量体积比为1:15的比例混合均匀并使毛发溶解；然后，将溶解的毛发溶液进行过滤操作，得到碎毛发的溶解液，再以10000r/min的转速进行离心操作10min，取离心得到的上清液，用300目的透析袋透析48小时，将透析后的上清液放入环境温度T＝50℃干燥箱干燥，得到角蛋白晶体，研磨成超细的角蛋白粉末，备用；步骤四、将步骤三得到的角蛋白粉末与高氯酸钾电解液1:1等质量混合制备成混合胶体；步骤五、用铟锡金属氧化物透明导电玻璃ITO做基片，将混合胶体作为中间层旋涂到ITO薄膜上作为介电层，并在环境温度为60℃的干燥箱里干燥12小时以上；步骤六：通过真空沉积法将基片上介电层的表面沉积金属银做上电极，得到具有银/角蛋白/ITO结构的忆阻器件。图2为所制备忆阻器件的存储性能表征图，在忆阻性能测试中，ITO导电玻璃直接作为下电极，用面积约8mm2银作为上电极，将电化学工作站作为电流电压测试两用表，构成测试电路进行忆阻性能测试，其结果如下：图2(a)为测试电路在电压扫描范围为-6V到6V的电流—电压(I-V)图，图2(b)为其相应的利用对数坐标表征的I-V图，从图中可以明显看出所制备的忆阻器件具有良好的忆阻效应。图3(a)为忆阻器件的高低阻态—循环次数图，由图可以看出，该忆阻器件的高低电阻比率大约为160，并且其循环稳定性良好，150次循环后没明显衰减。图3(b)为该忆阻器件的高阻态电阻(HRS)和低阻态电阻(LRS)分别在-1.65V偏压下高低阻态—时间图，由图可以看出，其开关秒之后，基本无任何衰减。通过上述实验可以证明，实施例制备得到的超细的角蛋白粉末具有良好的忆阻存储效应，该忆阻器件能够实现较好的室温忆阻存储特性而且循环稳定性良好。本专利技术中，导电基片不限于ITO导电玻璃，其它金属薄片或导电薄膜也可用于本专利技术；上电极也不限于银，其他金属或导电氧化物都可用于本专利技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过参照本专利技术的优选实验已经对本专利技术进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，这些改变仍然在本专利技术的保护范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毛发在制备忆阻器中的应用，具体步骤如下：步骤一、将收集到的毛发丝洗净干燥，粉碎备用；步骤二、配制溶液：将摩尔浓度为0.25mol/L的氢氧化钠一份、摩尔浓度为0.4mol/L的硫化钠一份和摩尔浓度为0.05mol/L的十二烷基硫酸钠一份，三者等量搅拌均匀，配制成混合溶液，备用；步骤三、将碎毛发与步骤二配制得到的混合溶液按质量体积比为1:15的比例混合均匀并使毛发溶解；然后，将溶解的毛发溶液进行过滤操作，得到碎毛发的溶解液，再以10000r/min的转速进行离心操作10min，取离心得到的上清液，用300目的透析袋透析48小时，将透析后的上清液放入环境温度T＝50℃干燥箱干燥，得到角蛋白晶体，研磨成超细的角蛋白粉末，备用；步骤四、将步骤三得到的角蛋白粉末与高氯酸钾电解液1:1等质量混合制备成混合胶体；步骤五：用铟锡金属氧化物透明导电玻璃ITO做基片，将混合胶体作为中间层旋涂到ITO薄膜上作为介电层，并在环境温度为60℃的干燥箱里干燥12小时以上；步骤六：通过真空沉积法在涂敷介电层的基片表面沉积金属银做上电极，得到具有银/角蛋白/ITO结构的忆阻器件。

【技术特征摘要】
1.一种毛发在制备忆阻器中的应用，具体步骤如下：步骤一、将收集到的毛发丝洗净干燥，粉碎备用；步骤二、配制溶液：将摩尔浓度为0.25mol/L的氢氧化钠一份、摩尔浓度为0.4mol/L的硫化钠一份和摩尔浓度为0.05mol/L的十二烷基硫酸钠一份，三者等量搅拌均匀，配制成混合溶液，备用；步骤三、将碎毛发与步骤二配制得到的混合溶液按质量体积比为1:15的比例混合均匀并使毛发溶解；然后，将溶解的毛发溶液进行过滤操作，得到碎毛发的溶解液，再以10000r/min的转速进行离心操作10min，取离心得到的上清液，用300目的透析袋透析48小时，将透析...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙柏，郭柏林，付国强，李冰，陈元正，赵勇，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51