一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备铈金属氧化物溶胶；步骤2，制备二氧化钛溶胶；步骤3，将步骤1制备的铈金属氧化物溶胶和二氧化钛溶胶混合，待搅拌均匀后进行陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为(200‑2000)：1；步骤4，采用浸渍‑提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，再进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。该铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法具有制备成本低、工艺简单、容易控制等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法
本专利技术属于微电子材料阻变存储器薄膜制备
，特别是涉及一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法。
技术介绍
作为下一代非易失性存储器，忆阻器薄膜材料由于结构简单、兼容性好、读写速度快、耐久性高、能耗低和成本低等优势正在被广泛研究。对于忆阻器薄膜器件来说，氧空位在氧化物中的迁移机制，为氧化物忆阻器薄膜的阻变机理研究提供新的思路，通过精确的引入杂质，可以调控氧空位的产生，进而提高忆阻器的性能，降低工作电压。而利用溶胶凝胶法可以实现分子水平的掺杂，以此为基础进行研究就能够不断提高开关比，提升忆阻器薄膜器件性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，用以提升忆阻器薄膜器件性能。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备铈金属氧化物溶胶；步骤2，制备二氧化钛溶胶；步骤3，将步骤1制备的铈金属氧化物溶胶和二氧化钛溶胶混合，待搅拌均匀后进行陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为(200-2000)：1；步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，再进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。本专利技术的技术方案，还具有以下特点，在所述步骤1中，制备铈金属氧化物溶胶具体为：以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱体，两者混合后于室温下搅拌6h～8h并陈化24h，配制得到摩尔比为0.04mol/l的氧化铈稀溶胶。在所述步骤2中，制备氧化钛溶胶具体为：以乙醇为溶剂，以钛酸丁酯作为前驱体，钛酸丁酯和乙醇按1:10的摩尔比混合后，采用硝酸调节PH值为2～3，于室温下搅拌6h～8h后陈化24h得到二氧化钛溶胶。在所述步骤3中，搅拌的时间为8h，陈化时间为24h。在所述步骤3中，热处理在氩气或空气或氧气气氛下进行。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法具有制备成本低、工艺简单、容易控制等优点，不仅提高了铈掺杂氧化钛忆阻器薄膜的制备效率，而且制备得到的铈掺杂氧化钛忆阻器薄膜还具有良好的电阻反转特性。附图说明图1是采用原子力显微镜(AFM)分别对实施例1制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行微观形貌的观察图；图2是采用原子力显微镜(AFM)分别对实施例2制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行微观形貌的观察图；图3是采用原子力显微镜(AFM)分别对实施例3制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行微观形貌的观察图；图4是采用原子力显微镜(AFM)分别对实施例4制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行微观形貌的观察图；图5是采用原子力显微镜(AFM)分别对实施例5制备得到的无铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行微观形貌的观察图；图6是实施例1-5制备得到的产物的透过率光谱图；图7是实施例1-5制备得到的产物的反射率光谱图；图8是采用X射线光电子能谱分别对实施例1-4制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜进行化学状态的分析图；图9是实施例3的二氧化钛薄忆阻器薄膜的I-V曲线图。图中：0表示实施例5制备得到的无铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜，200:1表示实施例1制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜，800:1表示实施例2制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜，1200:1表示实施例3制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜，2000:1表示实施例4制备得到的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜。具体实施方式下面结合附图说明和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱体，两者混合后于室温下搅拌6h～8h并陈化24h，配制得到摩尔比为0.04mol/l的氧化铈溶胶；步骤2，以乙醇为溶剂，以钛酸丁酯作为前驱体，钛酸丁酯和乙醇按1:10的摩尔比混合后，采用硝酸调节PH值为2～3，于室温下搅拌6h～8h后陈化24h得到二氧化钛溶胶；步骤3，将步骤1制备的氧化铈溶胶和二氧化钛溶胶混合，待搅拌8h后进行24h陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为(200-2000)：1；步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，在氩气或空气或氧气气氛下进行热处理得到铈掺杂二氧化钛薄膜。实施例1一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱体，两者混合后于室温下搅拌8h并陈化24h，配制得到摩尔比为0.04mol/l的氧化铈溶胶；步骤2，以乙醇为溶剂，以钛酸丁酯作为前驱体，钛酸丁酯和乙醇按1:10的摩尔比混合后，采用硝酸调节PH值为3，于室温下搅拌6h～8h后陈化24h得到氧化钛溶胶；步骤3，将步骤1制备的氧化铈溶胶和氧化钛溶胶混合，待搅拌8h后进行24h陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为200：1；步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，在氧气气氛下进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。实施例2一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱体，两者混合后于室温下搅拌6h～8h并陈化24h，配制得到摩尔比为0.04mol/l的氧化铈溶胶；步骤2，以乙醇为溶剂，以钛酸丁酯作为前驱体，钛酸丁酯和乙醇按1:10的摩尔比混合后，采用硝酸调节PH值为3，于室温下搅拌6h～8h后陈化24h得到氧化钛溶胶；步骤3，将步骤1制备的氧化铈溶胶和氧化钛溶胶混合，待搅拌8h后进行24h陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为800：1；步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，在氧气气氛下进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。实施例3一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱体，两者混合后于室温下搅拌8h并陈化24h，配制得到摩尔比为0.04mol/l的氧化铈溶胶；步骤2，以乙醇为溶剂，以钛酸丁酯作为前驱体，钛酸丁酯和乙醇按1:10的摩尔比混合后，采用硝酸调节PH值为3，于室温下搅拌6h～8h后陈化24h得到氧化钛溶胶；...

【技术保护点】
1.一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1，制备铈金属氧化物溶胶；/n步骤2，制备氧化钛溶胶；/n步骤3，将步骤1制备的铈金属氧化物溶胶和氧化钛溶胶混合，待搅拌均匀后进行陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为(200-2000)：1；/n步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，再进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备铈金属氧化物溶胶；
步骤2，制备氧化钛溶胶；
步骤3，将步骤1制备的铈金属氧化物溶胶和氧化钛溶胶混合，待搅拌均匀后进行陈化得到铈掺杂二氧化钛溶胶，其中钛离子与铈离子的摩尔比为(200-2000)：1；
步骤4，采用浸渍-提拉法，以铈掺杂二氧化钛溶胶为原料在室温下使用提拉机在Pt铂金电极基板上进行铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜的提拉，铈掺杂二氧化钛凝胶薄膜在室温下干燥后，再进行热处理得到铈掺杂氧化钛薄膜。


2.根据权利要求1所述的铈掺杂二氧化钛忆阻器薄膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，制备铈金属氧化物溶胶具体为：以乙醇为溶剂，以硝酸铈为前驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，张坤，武焱旻，赵高扬，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61