1.一种富氧缺位掺杂二氧化锆的忆阻器的制备方法,其特征在于,该忆阻器自上而下依次为上电极、功能层、下电极和衬底,所述功能层由Zr和ZrO2相互掺杂而形成Zr:ZrO2‑x结构;其中,0≤x<2;所述上电极采用碳铜混合油,所述下电极采用Ti,所述衬底采用抛光玻璃;
其制备方法包括以下步骤:
(1)清洗衬底:将抛光玻璃依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中超声振荡清洗,各振荡清洗5min,最后在烘干箱烘干;
(2)制备下电极:使用下电极掩模板,将步骤(1)清洗过的抛光玻璃置于溅射腔室中的样品台上,使用直流溅射,Ti靶材作为溅射源,设置靶材到衬底的距离为10~12cm,溅射室‑3真空度抽至2×10 Pa,通入流量为22~26sccm纯度为99.999%的Ar作为工作气体,调节直流功率80~100w,调节工作气压为0.5~0.7Pa,样品台自转0~10r/min,预溅射3~5min去除靶材表面氧化物和油污后,溅射5~10min,得 Ti薄膜;
(3)制备功能层,具体包括以下子步骤:
(a)制备功能层的Zr薄膜:使用功能层掩模板,将步骤(2)制备的样片置于溅射腔室中的样品台上;首先制备Zr薄膜,使用直流溅射法,Zr靶材作为溅射源,直流溅射参数为:‑3
靶材到衬底的距离为8~12cm,溅射室真空度抽至2×10 Pa,通入流量为20~26sccm纯度为
99.999%的Ar作为工作气体,调节直流功率80~100w,调节工作气压为0.5~0.7Pa,样品台自转0~10r/min,预溅射3~5min去除靶材表面氧化物和油污后,溅射4~7min沉积金属Zr薄膜;
(b)制备功能层的Zr:ZrO2‑x 结构:将(a)制备的样片位置不变,在金属Zr薄膜上制备ZrO2层薄膜,采用射频溅射法,以ZrO2 靶材作为溅射源,射频溅射参数为:设置靶材到衬底‑3的距离为10~12cm,将溅射室真空度抽至2×10 Pa,通入流量为20~26sccm纯度为99.999%的Ar作为工作气体,调节射频功率50~80w,调节工作气压为0.9~1.3Pa,调节溅射温度在
200~300℃,样品台自转0~10r/min,预溅射3~5min去除靶材表面的氧化物和油污后,溅射8~15min沉积ZrO2 薄膜;
其中,制备Zr薄膜和ZrO2 薄膜的顺序可互换,都可形成Zr和ZrO2 相互掺杂的Zr:ZrO2‑x 结构;
(c)退火处理:溅射腔室不释放压力,进行退火处理,退火温度控制在400~500℃,退火保温时间控制在60~100s,待温度降至室温后取出样品;
(4)制备上电极,具体包括以下子步骤:
(a)制备碳铜混合油:量取80 mL碳油,在室温下充分搅拌5 min,得到溶液A;量取20 mL铜油,在室温下充分搅拌5min,得到溶液B;将溶液A逐滴倒到溶液B中,倒的过程同时充分搅拌溶液B,完成后,继续搅拌5 min,然后静置即可得到碳油、铜油比例为8:2的混合油;
(b)制备上电极:使用上电极掩模板,将步骤(3)制备的样片置于匀胶机上,设置匀胶机‑1转速3500 r·min 把混合油均匀铺平,最后用烘干箱烘干,得上电极。
2.如权利要求1所述的一种富氧缺位掺杂二氧化锆的忆阻器的制备方法,其特征在于,所述功能层的厚度为30~500 nm。
3.如权利要求1所述的一种富氧缺位掺杂二氧化锆的忆阻器的制备方法,其特征在于,所述下电极的厚度为30~200 nm。
4.如权利要求1所述的一种富氧缺位掺杂二氧化锆的忆阻器的制备方法,其特征在于,所述上电极的厚度为100~800 nm。