【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及存储器，具体地说是一种二维铁电忆阻器、其制备方法及应用。
技术介绍
1、二维层状铁电材料是一种新兴的半导体材料，在器件微型化、高效率智能化等方面存在巨大的潜力，这种材料由于层与层之间没有悬空键，非常易于减薄到原子级厚度。一直以来，人们都致力于通过硬件来实现对类脑行为的模拟，因此，具有存储-计算功能的典型三明治记忆电阻器在许多电子设备中脱颖而出，忆阻器作为新的无源电路元件，表示磁通与电荷的关系，是一种有记忆功能的非线性电阻。忆阻器具有电阻开关特性，其电阻可以通过流经的电荷量确定，通过外界刺激的灵活变化，中间介质层能够实现出现高、低阻态之间的可逆转变现象，进而可进行数据的存储。
2、而二维材料忆阻器结合了二维材料和忆阻器的优点，在高密度脑启发神经形态计算系统中备受关注。基于二维材料的记忆电阻器多为金属或空位导电丝类器件。由于形成的导电细丝不稳定、随机，导致忆阻器存在稳定性差、单元间差异大、读写数据困难等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种二维铁电忆阻器、其制备方法及应用，以解决现有二维材料忆阻器稳定性差的问题，且本专利技术提供的忆阻器具有神经突触仿生的功能。
2、本专利技术是这样实现的：
3、一种二维铁电忆阻器，其结构由下至上依次包括掺铌钛酸锶单晶衬底、sn1-xbixse功能层以及au顶电极层；其中，x的取值范围为0～1。
4、优选的，sn1-xbixse功能层的厚度为3～90nm，au顶电极层的厚度为30
5、本专利技术所提供的二维铁电忆阻器是基于bi掺杂的二维层状snse的铁电忆阻器，用来模拟生物神经元和突触行为特性。本专利技术在功能层snse中掺杂bi，使得其矫顽电压的对称性大大增强。
6、上述二维铁电忆阻器的制备方法，包括如下步骤：
7、(a)制备sn1-xbixse多晶靶材：将颗粒状sn、se和bi按设定比例混合，并于马弗炉中煅烧，之后研磨，再在放电等离子烧结炉中燃烧，得到sn1-xbixse多晶靶材；x的取值范围为0～1。
8、(b)将掺铌钛酸锶单晶衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中用超声波清洗，将清洗好的衬底固定到在脉冲激光沉积设备腔体的衬底台上，并将腔体抽真空至1×10-4～6×10-4pa；
9、(c)采用脉冲激光沉积技术在掺铌钛酸锶单晶衬底上生长sn1-xbixse功能层；
10、(d)采用磁控溅射工艺在sn1-xbixse功能层上生长au顶电极层。
11、优选的，步骤(c)中，制备sn1-xbixse功能层时，脉冲激光沉积技术的工艺参数为：向腔体内通入ar，维持腔体内压强在0.1～20pa；当衬底温度达到50～500℃时，打开激光预溅射1～2min，后正式溅射15～25min。
12、优选的，步骤(d)中，生长au顶电极层时，磁控溅射工艺的参数为：将腔体抽真空至2×10-4pa，向腔体内通入ar，维持腔体内压强为3pa；打开直流源，调整直流源功率为10～20w，预溅射1～2分钟，之后正式溅射10～15分钟。
13、本专利技术所提供的二维铁电忆阻器可以用于神经突触仿生中，用来模拟生物神经元和突触行为特性，为光电神经形态和边缘计算系统中智能硬件的未来发展提供一种新的途径。
14、本专利技术所提供的二维铁电忆阻器还可以应用于光信号检测中，即：可根据ascii的三位代码对携带八进制信息的光信号同时进行原位检测、解调和存储。
15、本专利技术通过调整温度、氧压、激光模式、激光频率等制备条件，制备出了性能良好的sn0.98bi0.02se薄膜。在二维层状snse中掺杂了铋元素大大增强了矫顽电压(±2.4v)的对称性。本专利技术以au为顶电极，nsto为底电极，测得制备样品的i-v和光脉冲和电脉冲性能，其是利用铁电极化方向调节电导的多功能忆阻器。通过改变电脉冲的参数来模拟神经元的生物放电和时空整合功能。在光电场的协同作用下，实现了“或/与”逻辑运算和存储的原位计算。
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1.一种二维铁电忆阻器，其特征是，其结构由下至上依次包括掺铌钛酸锶单晶衬底、Sn1-xBixSe功能层以及Au顶电极层；其中，x的取值范围为0～1。
2.根据权利要求1所述的二维铁电忆阻器，其特征是，Sn1-xBixSe功能层的厚度为3～90nm，Au顶电极层的厚度为30～200nm。
3.一种二维铁电忆阻器的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的二维铁电忆阻器的制备方法，其特征是，步骤(c)中，制备Sn1-xBixSe功能层时，脉冲激光沉积技术的工艺参数为：向腔体内通入Ar，维持腔体内压强在0.1～20Pa；当衬底温度达到50～500℃时，打开激光预溅射1～2min，后正式溅射15～25min。
5.根据权利要求3所述的二维铁电忆阻器的制备方法，其特征是，步骤(d)中，生长Au顶电极层时，磁控溅射工艺的参数为：将腔体抽真空至2×10-4Pa，向腔体内通入Ar，维持腔体内压强为3Pa；打开直流源，调整直流源功率为10～20W，预溅射1～2分钟，之后正式溅射10～15分钟。
6.权利要求1～2所述二维
7.权利要求1～2所述二维铁电忆阻器以及权利要求3～5所述方法所制备的二维铁电忆阻器可根据ASCII的三位代码对携带八进制信息的光信号同时进行原位检测、解调和存储。
...【技术特征摘要】
1.一种二维铁电忆阻器，其特征是，其结构由下至上依次包括掺铌钛酸锶单晶衬底、sn1-xbixse功能层以及au顶电极层；其中，x的取值范围为0～1。
2.根据权利要求1所述的二维铁电忆阻器，其特征是，sn1-xbixse功能层的厚度为3～90nm，au顶电极层的厚度为30～200nm。
3.一种二维铁电忆阻器的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的二维铁电忆阻器的制备方法，其特征是，步骤(c)中，制备sn1-xbixse功能层时，脉冲激光沉积技术的工艺参数为：向腔体内通入ar，维持腔体内压强在0.1～20pa；当衬底温度达到50～500℃时，打开激光预溅射1～2m...
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