【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及忆阻器制备，特别是涉及一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器及其制备方法。
技术介绍
1、忆阻器是一种具有记忆功能的非线性电阻元件，主要是利用某些薄膜材料在电激励的作用下会出现不同电阻状态(高、低阻态)的转变现象来进行数据的存储，具有非易失记忆特性、高速低功耗、存算一体、易高度集成等诸多优势，在现代信息存储、类脑人工智能和可植入生物电子器件等领域具有巨大的应用前景。
2、通常，忆阻器的基本单元是由上、下电极和中间具有忆阻功能的阻变层材料构筑的“三明治”结构。其中，对阻变层材料的开发是获取高性能忆阻器的关键之一。目前，能够实现忆阻器的阻变层材料种类繁多。其中，二元或多元金属氧化物是制备忆阻器的常用阻变层选择材料，相比于其它硫化物以及有机物等材料体系，金属氧化物作为阻变活性层材料应用最早，也相对更为成熟，但如何进一步提升其性能是拓展这类材料应用的关键。
3、为提高忆阻器的性能，研究人员探索了许多忆阻器材料，其中铁氧体材料是目前研究的焦点，其中镍锌铁氧体由于具有高电阻率、低电磁损耗、高机械硬度以及优异的宽频特性等优点，被广泛关注，但现有技术中将镍锌铁氧体应用到忆阻器中的报道还较少，因此，本专利技术提供了一种使用金属掺杂的镍锌铁氧体作为阻变层材料的忆阻器，并通过调控其制备方法提高其性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器及其制备方法，使用适量的gd离子掺杂镍锌铁氧体，并将其作为阻变层材料制备忆阻器，增加了阻变层内部的晶格缺陷和空穴
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
3、s1在非导电衬底上沉积金属导电薄膜作为下电极；
4、s2在s1制得的下电极上使用gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷沉积纳米薄膜，作为阻变层；
5、s3在s2制得的阻变层上沉积金属导电薄膜作为上电极，得到镍锌铁氧体。
6、优选的，s1中非导电衬底为si基片，下电极的材质为pt或au。
7、优选的，s2中gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷中gd离子的掺杂浓度为铁离子的1％～10％。本专利技术通过将gd离子的掺杂浓度控制在上述范围，控制阻变层中氧空位含量在合适的范围内，可以提高忆阻器的稳定性。
8、优选的，s2中gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷的制备包括以下步骤：
9、s2.1将按照摩尔比4:1:1称取原料fecl3、nicl2和zncl2，并溶于蒸馏水，加热混合均匀后，得到金属盐溶液，将gdcl3溶于蒸馏水中得到掺杂溶液，将掺杂溶液加入到金属盐溶液中，混合均匀，得到待处理液；
10、s2.2在搅拌的条件下向待处理液中加入naoh，控制ph值为9～11，得到沉淀物，将沉淀物洗涤、干燥后，研磨为颗粒；
11、s2.3将颗粒进行初步煅烧后，分为两份，将其中一份颗粒加入到蒸馏水中得到悬浊液，将另一份颗粒与悬浊液混合后，倒入冷烧结设备中，加温加压，并保持20～40min后，进行脱模干燥，得到gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷。
12、优选的，s2.1中加热混合的温度为70～80℃。
13、优选的，s2.2中洗涤为洗涤至滤液为中性，干燥为在温度为75～85℃的条件下干燥。
14、优选的，s2.3中另一份颗粒与悬浊液的固液比为0.5～1:5。本专利技术将固液比控制在上述范围，可降低制得的陶瓷的致密度，从而提高陶瓷中的空穴含量，在施加电压后，也便于空穴产生变化。
15、优选的，s2.3中初步煅烧的温度400～550℃，煅烧的时间为2.8～3.8h，冷烧结设备加温的温度为180～220℃，加压的压强为280～320mpa。
16、优选的，s3中上电极的材质为au、ag或pt中的一种。
17、优选的，s1、s2、s3中的沉积均为脉冲激光方法或磁控溅射方法。
18、一种如上述基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法制得的忆阻器。
19、本专利技术的有益效果：
20、(1)忆阻阻变原理是，以在偏压下产生的空穴和电离氧离子为载流子，在电场作用下，依靠该空穴和电离氧离子产生量的变化，以实现器件电阻的变化。本专利技术中使用gd离子掺杂的镍锌铁氧体作为阻变层材料，gd离子掺杂降低了晶粒内部和晶界附近的形成能，从而在掺杂位点周围的晶界处形成较多的氧空位，增加了阻变层中空穴数量，有助于阻变层阻变性能的提高。
21、(2)现有技术中是先将混合原料高温煅烧(1000～1250℃)制成陶瓷材料，再将陶瓷材料沉积在下电极表面上，以形成阻变层，而本专利技术是在较低温度下，短时间内制成陶瓷材料，降低了生产能耗，并且在制备过程中通过控制颗粒与悬浊液的固液比，使得到的陶瓷材料具有较小的致密度，同时在冷烧结完成后直接出料，使陶瓷材料具有较多的晶格缺陷，将其作为阻变层使用时便于各离子、电子、空穴的运动，有利于增强忆阻器的忆阻性能。
22、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S1中非导电衬底为Si基片，下电极的材质为Pt或Au。
3.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S2中Gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷中Gd离子的掺杂浓度为铁离子的1％～10％。
4.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于，S2中Gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷的制备包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S2.1中加热混合的温度为70～80℃。
6.根据权利要求4所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S2.2中洗涤为洗涤至滤液为中性，干燥为在温度为75～85℃的条件下干燥。
7.根据权利要求4所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S2.3中另一份颗粒与悬浊液的固液比为0.5～1:5。
8.根据权利要求4所述的一种基
9.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：S3中上电极的材质为Au、Ag或Pt中的一种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法制得的忆阻器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：s1中非导电衬底为si基片，下电极的材质为pt或au。
3.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：s2中gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷中gd离子的掺杂浓度为铁离子的1％～10％。
4.根据权利要求1所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于，s2中gd离子掺杂的镍锌铁氧体陶瓷的制备包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻器的制备方法，其特征在于：s2.1中加热混合的温度为70～80℃。
6.根据权利要求4所述的一种基于铁氧体陶瓷的忆阻...
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