一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法
专利汇可以提供一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于Sr(Ti1‑xMgx)O3‑x的 单层 纳米 薄膜 忆阻器的制备方法，其运用单层纳米薄膜忆阻器在 偏压 下产生的空穴和电离 氧 离子为载流子，依靠空穴和电离氧离子产生量的变化实现器件 电阻 的变化的原理，在 现有技术 的 基础 上，从制备工艺简化与 阻变 膜纳米陶瓷材料的化学配方两方面着手，通过省略掉阻变膜陶瓷材料的预先 烧结 步骤、选用纳米陶瓷烧结 温度 更低的原料，结合采用更低的 煅烧 温度；并通过以Mg2+部分取代Ti4+进行B位取代，增大了阻变膜层Sr(Ti1‑xMgx)O3‑x分子结构的不对称性，提高其内部的空穴量等系列技术手段，简化了制备工艺、缩短了工艺流程、提高了生产效率，并降低了生产能耗和制造成本，大幅提升了忆阻器的忆阻性能。，下面是一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，采用溶胶凝胶法制备Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材，具体步骤如下：
(1)、原料准备：
按1∶(1-x)∶x的摩尔比分别取Sr(CH3COO)2、C16H36O4Ti和Mg(CH3COO)2·4H2O，其中，0
(2)、溶胶制备：
将Sr(CH3COO)2和Mg(CH3COO)2·4H2O按1∶x的摩尔比混合，溶于乙酸；加入乙酰丙酮作稳定剂，加入量为乙酸质量的5％～20％，搅拌5～10分钟得到混合溶液；
然后，加入乙酰丙酮作稳定剂，加入量为乙酸质量的5％～20％，搅拌5～10分钟得到混合溶液；
之后，向所得混合溶液中，按Sr:Ti＝1∶(1-x)的摩尔比，加入C16H36O4Ti，搅拌5-10分钟，过滤得到溶胶滤液；
(3)、Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体的制备：
将所得溶胶滤液置于恒温干燥箱中，在100-150℃下烘干6-24小时；取出，研磨后得到Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体；
(4)、造粒：
在Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体中加入聚乙烯醇溶液作为粘结剂，拌和均匀后，过40目筛进行造粒；
其中：聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为2-5％；聚乙烯醇溶液的加入量与Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体的质量比为2-5︰100；
(5)、靶材成型：
将造粒后的混合料置于压片机上压制成块状；
然后，将所得块状混合料切割成直径为20-150mm，高度为2-10mm的圆柱片，即得Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材；
或者：
第一步，采用固态反应法制备Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材，具体步骤如下：
(1)、原料准备：
按1∶(1-x)∶x的摩尔比分别取SrCO3、TiO2和MgO，其中，0
将SrCO3、TiO2和MgO按1∶(1-x)∶x的摩尔比混合均匀后，加入去离子水或无水乙醇，入球磨机粉磨4-24小时至颗粒物粒径在0.08mm以下；
然后，取出、烘干，得到Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合粉料；
(3)、造粒：
在所得Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合粉料中加入聚乙烯醇溶液作为粘结剂，拌和均匀后，过40目筛进行造粒；其中：
聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为2-5％；
聚乙烯醇溶液的加入量与Sr(Ti1-xMgx)O3-x纳米粉体的质量比为2-5︰100；
(4)、靶材成型：
将造粒后的混合料置于压片机上压制成块状；
后将块状混合料切割成直径为20-150mm、厚度为2-10mm的圆柱片，即得Sr(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材；
第二步，下电极的制备：
取Si基片，以Pt或Au为靶材，采用脉冲激光方法或磁控溅射方法，将Pt或Au沉积在Si基片上，形成以Si基片为衬底、材质为Pt或Au的下电极；
第三步，单层纳米忆阻膜的制备：
将所制得的Sr(Ti1-xMgx)O3-x纳米混合物靶材，采用脉冲激光方法或磁控溅射方法，将纳米混合物Sr(Ti1-xMgx)O3-x沉积在下电极的表面上；
然后，在700-900℃下热处理10-30分钟，得到化学成分为Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层陶瓷纳米薄膜，即为单层纳米忆阻膜；
第四步，以材质为Au、Ag或Pt的靶材，采用脉冲激光方法或磁控溅射方法，将Au、Ag或Pt沉积在上述的化学成分为Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层陶瓷纳米薄膜上，制得上电极，即得成品；
或者：
第四步，将In-Ga电极液，采用表面印刷方法镀在上述的化学成分为Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层陶瓷纳米薄膜上，制得上电极，即得成品。
2.根据权利要求1所述的基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，所述上电极的厚度为10nm-50um。
3.根据权利要求1或2所述的基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，所述单层陶瓷纳米薄膜的厚度为10-990nm。
4.一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，采用溶胶凝胶法制备Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材，具体步骤如下：
(1)、原料准备：
按1∶(1-x)∶x的摩尔比分别取Sr(CH3COO)2、C16H36O4Ti和Mg(CH3COO)2·4H2O，其中，0
(2)、溶胶制备：
将Sr(CH3COO)2和Mg(CH3COO)2·4H2O按1∶x的摩尔比混合，溶于乙酸；加入乙酰丙酮作稳定剂，加入量为乙酸质量的5％～20％，搅拌5～10分钟得到混合溶液；
然后，加入乙酰丙酮作稳定剂，加入量为乙酸质量的5％～20％，搅拌5～10分钟得到混合溶液；
之后，向所得混合溶液中，按Sr:Ti＝1∶(1-x)的摩尔比，加入C16H36O4Ti，搅拌5-10分钟，过滤得到溶胶滤液；
(3)、Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体的制备：
将所得溶胶滤液置于恒温干燥箱中，在100-150℃下烘干6-24小时；取出，研磨后得到Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体；
(4)、造粒：
在Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体中加入聚乙烯醇溶液作为粘结剂，拌和均匀后，过40目筛进行造粒；
其中：聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为2-5％；聚乙烯醇溶液的加入量与Sr(Ti1-xMgx)O3-x粉体的质量比为2-5︰100；
(5)、靶材成型：
将造粒后的混合料置于压片机上压制成块状；
然后，将所得块状混合料切割成直径为20-150mm，高度为2-10mm的圆柱片，即得Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材；
或者：
第一步，采用固态反应法制备Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合物靶材，具体步骤如下：
(1)、原料准备：
按1∶(1-x)∶x的摩尔比分别取SrCO3、TiO2和MgO，其中，0
将SrCO3、TiO2和MgO按1∶(1-x)∶x的摩尔比混合均匀后，加入去离子水或无水乙醇，入球磨机粉磨4-24小时至颗粒物粒径在0.08mm以下；
然后，取出、烘干，得到Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合粉料；
(3)、造粒：
在所得Sr(Ti1-xMgx)O3-x混合粉料中加入聚乙烯醇溶液作为粘结剂，拌和均匀后，过40 目筛进行造粒；其中：
聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为2-5％；
聚乙烯醇溶液的加入量与Sr(Ti1-xMgx)O3-x纳米粉体的质量比为2-5︰100；
(4)、靶材成型：
将造粒后的混合料置于压片机上压制成块状；
后将块状混合料切割成直径为20-150mm、厚度为2-10mm的圆柱片，即得Sr(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材；
第二步，下电极的制备：
取Si基片，以Pt或Au为靶材，采用脉冲激光方法或磁控溅射方法，将Pt或Au沉积在Si基片上，形成以Si基片为衬底、材质为Pt或Au的下电极；
第三步，单层纳米忆阻膜的制备：
将所制得的Sr(Ti1-xMgx)O3-x纳米混合物靶材，采用脉冲激光方法或磁控溅射方法，将纳米混合物Sr(Ti1-xMgx)O3-x沉积在下电极的表面上；
第四步，以材质为Au、Ag或Pt的靶材，采用热喷涂方法，将Au、Ag或Pt沉积在上述的化学成分为Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层陶瓷纳米薄膜上，制得上电极；
最后，在700-900℃下热处理10-30分钟，得到化学成分为Sr(Ti1-yXy)O3-y的单层陶瓷纳米薄膜上，即得成品。
5.根据权利要求4所述的基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，所述上电极的厚度为10nm-50um。
6.根据权利要求4或5所述的基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法，其特征在于，所述单层陶瓷纳米薄膜的厚度为10-990nm。
一种基于Sr(Ti1-xMgx)O3-x的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法
技术领域
背景技术
800℃热处理10-30min；最后在Ca(1-x)SrxTiO3-δ纳米薄膜上镀上一层电极。
发明内容
具体实施方式
实施例19 Au 脉冲激光方法或磁控溅射方法 800
实施例20 Ag 脉冲激光方法或磁控溅射方法 750
实施例21 Pt 脉冲激光方法或磁控溅射方法 900
实施例22 In-Ga 印刷方法 850
实施例23 Au 热喷涂方法 700
实施例24 Ag 热喷涂方法 700
实施例25 Pt 热喷涂方法 800
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