基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法技术

本发明专利技术提供了基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法。该制备方法包括如下步骤：提供一基底；在基底上形成硒化锌一维纳米结构；在硒化锌一维纳米结构的两端分别形成双电极层和单电极层，以获得单极性阻变存储器坯料，双电极层包括与硒化锌一维纳米结构接触的活性金属电极层；将单极性阻变存储器坯料置入弱酸性溶液中预设时间，清洗并干燥以获得单极性阻变存储器。利用本发明专利技术的制备方法获得了具有低操作电压、快速阻变速度、单极性导电等特性的基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器。并且，通过选取弱酸性溶液并控制弱酸性溶液处理时间，从而进一步降低阻变存储器首次工作时所需的电成型电压，并进一步提高阻变存储器的稳定性。阻变存储器的稳定性。阻变存储器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法


[0001]本专利技术涉及单极性阻变存储器领域，尤其涉及基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法。

技术介绍

[0002]阻变存储器具备简易的结构和优异的存储性能，是下一代高密度存储器件的理想候选者。目前，阻变存储器在功耗控制、集成组装、柔性抗弯折等方面仍存在诸多关键问题亟待解决。
[0003]目前商用的存储器是基于场效应晶体管(FET)的三端浮栅型非易失性存储器。与之相比，阻变存储器具有两端结构、更低的操作电压、快速的读写速度、较低的制作成本、更低的功耗及较高的存储密度。在阻变存储器中，最常见的结构是金属-绝缘体-金属结构，其中三种材料分别作为活性电极、固态电介质和对电极。通过控制施加在器件上的偏压，可以控制阻变存储器中导电细丝的形成和断裂，从而控制器件导电状态的“开”和“关”。在器件工作期间，导电细丝一直处于濒临形成和断裂的临界态，只需要施加较小的偏压即可控制器件开关。
[0004]然而，在器件首次工作时，器件导电细丝的形成是一个从无到有的过程，需要在活性金属电极上长时间施加一个较大的正偏压，以氧化活性电极并使活性金属阳离子向阴极迁移，然后在对电极附近还原成金属原子，最终形成导电细丝。但是，大的偏压与半导体工业不兼容，而且导电细丝的形成过程是不可控制的，将导致器件个体之间较大的差异性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术人发现，在阻变存储器中，可以使用半导体材料取代绝缘体材料。基于半导体的阻变存储器具备单极性导电特性，有利于避免潜行电流的产生，从而用于阻变存储器的集成。此外，利用半导体材料的光电特性，可以将光电响应功能和电子储存功能同时集成在一个器件中，构筑非易失性的光电存储器。硒化锌一维纳米结构具有优异的光电性能和抗弯折能力。活性金属离子(铜离子或银离子)在硒化锌中具有较快的迁移速度。因此，如果基于硒化锌一维纳米结构构筑阻变存储器有望获得低操作电压、快速阻变速度、单极性导电等特性。然而，目前尚未有基于硒化锌一维纳米结构单极性阻变存储器的报道。
[0006]本专利技术的一个目的是提供一种用于制备基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的方法，从而制备获得一种具备低操作电压、快速阻变速度、单极性导电等特性的新的阻变存储器。
[0007]本专利技术的一个进一步的目的是要解决现有技术中阻变存储器首次工作时需要在活性金属电极上长时间施加一个较大的电压(即电成型电压)，从而导致大的电压与半导体工业不兼容，并阻变存储器的稳定性差的技术问题。
[0008]特别地，本专利技术提供了基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法，包括如下步骤：
[0009]提供一基底；
[0010]在所述基底上形成硒化锌一维纳米结构；
[0011]在所述硒化锌一维纳米结构的两端分别形成双电极层和单电极层，以获得单极性阻变存储器坯料，所述双电极层包括与所述硒化锌一维纳米结构接触的活性金属电极层；
[0012]将所述单极性阻变存储器坯料置入弱酸性溶液中预设时间，清洗并干燥以获得单极性阻变存储器。
[0013]可选地，所述弱酸性溶液的pH值为范围在4-6.5中任一值，所述预设时间为范围在1s-60s中任一值。
[0014]可选地，所述弱酸选择为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和钼酸中的一种或多种的组合。
[0015]可选地，所述活性金属电极层的厚度为2nm-6nm；
[0016]所述活性金属电极层的材料选择为铜或银。
[0017]可选地，所述双电极层的另一电极层形成在所述活性金属电极层的与所述硒化锌一维纳米结构接触的表面相对的另一表面上，且厚度为范围在30-200nm中任一值；
[0018]可选地，所述单电极层的厚度为范围在30-200nm中任一值。
[0019]特别地，本专利技术还提供了基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法，包括如下步骤：
[0020]提供一基底；
[0021]在所述基底上形成硒化锌一维纳米结构；
[0022]在所述硒化锌一维纳米结构的两端分别形成第一电极层和第二电极层，以获得单极性阻变存储器坯料；
[0023]在所述单极性阻变存储器坯料的表面上形成含有活性金属元素的修饰材料薄膜；
[0024]将形成有所述修饰材料薄膜的所述单极性阻变存储器坯料置入弱酸性溶液中预设时间，清洗并干燥以获得单极性阻变存储器。
[0025]可选地，所述弱酸性溶液的pH值为范围在4-6.5中任一值，所述预设时间为范围在1s-60s中任一值。
[0026]可选地，所述弱酸选择为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和钼酸中的一种或多种的组合。
[0027]可选地，所述活性金属元素选择为铜或银；
[0028]可选地，所述修饰材料薄膜为铜薄膜或氧化亚铜薄膜。
[0029]可选地，所述修饰材料薄膜的厚度为2nm-6nm。
[0030]根据本专利技术的方案，通过在基底上形成硒化锌一维纳米结构，并在硒化锌一维纳米结构的两端形成双电极层和单电极层，并在弱酸性溶液浸泡预设时间，从而获得了具有低操作电压、快速阻变速度、单极性导电等特性的基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器。在本申请之前，本领域技术人员并未提出或意识到基于硒化锌一维纳米结构可以做出具备低操作电压、快速阻变速度、稳定性强、单极性导电等特性的阻变存储器。并且，该阻变存储器能够具备低操作电压以及高稳定性的特点，得益于通过弱酸性溶液对单极性阻变存储器坯料进行处理的重要步骤。此外，该制备方法工艺简单且可靠性较强。
[0031]进一步地，通过选取弱酸性溶液并控制利用弱酸性溶液处理的时间，从而进一步降低阻变存储器首次工作时所需的电成型电压，并进一步提高阻变存储器的稳定性。
[0032]同理，通过在基底上形成硒化锌一维纳米结构，并在硒化锌一维纳米结构的两端
形成第一电极层和第二电极层，在器件表面形成含有活性金属元素的修饰材料薄膜，再将该器件置入在弱酸性溶液浸泡预设时间，从而获得了具有低操作电压、快速阻变速度、单极性导电等特性的基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器。在本申请之前，本领域技术人员并未提出或意识到基于硒化锌一维纳米结构可以做出具备低操作电压、快速阻变速度、稳定性强、单极性导电等特性的阻变存储器。并且，该阻变存储器能够具备低操作电压以及高稳定性的特点，得益于通过弱酸性溶液对单极性阻变存储器坯料进行处理的重要步骤。此外，该制备方法工艺简单且可靠性较强。
[0033]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0034]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0035]图1示出了根据本专利技术一个实施例的基于硒化锌一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于硒化锌一维纳米结构的单极性阻变存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一基底；在所述基底上形成硒化锌一维纳米结构；在所述硒化锌一维纳米结构的两端分别形成双电极层和单电极层，以获得单极性阻变存储器坯料，所述双电极层包括与所述硒化锌一维纳米结构接触的活性金属电极层；将所述单极性阻变存储器坯料置入弱酸性溶液中预设时间，清洗并干燥以获得单极性阻变存储器。2.根据权利要求1所述的单极性阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述弱酸性溶液的pH值为范围在4-6.5中任一值，所述预设时间为范围在1s-60s中任一值。3.根据权利要求2所述的单极性阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述弱酸选择为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和钼酸中的一种或多种的组合。4.根据权利要求2所述的单极性阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述活性金属电极层的厚度为2nm-6nm；所述活性金属电极层的材料选择为铜或银。5.根据权利要求1-4中任一项所述的单极性阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述双电极层的另一电极层形成在所述活性金属电极层的与所述硒化锌一维纳米结构接触的表面相对的另一表面上，且厚度为范围在30-200...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珂，邵智斌，
申请(专利权)人：苏州大学文正学院，
类型：发明
国别省市：