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专利号: 2015109967043
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种柔性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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材,具体步骤如下:(1)、原料准备:

按1∶(1-y)∶y的摩尔比分别取Ba(CH3COO)2、C16H36O4Ti和X(CH3COO)2,其中,X为Mg,Zn,Ca,0.0001≤y≤0.03,备用;

(2)、溶胶制备:

将Ba(CH3COO)2和X(CH3COO)2按1∶y的摩尔比混合均匀后,溶于乙酸;

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Ba:Ti=1∶(1-y)的摩尔比,加入C16H36O4Ti,搅拌5-10分钟,过滤得到溶胶滤液;

(3)、Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y粉体;

(4)、造粒:

在Ba(Ti1-yXy)O3-y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上述烘干后的粉末的质量比为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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材;

或者:

第一步,采用固态反应法制备Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材,具体步骤如下:(1)、原料准备:

按摩尔比1∶(1-y)∶y,分别取BaCO3、TiO2和XO;其中,X为Mg、Zn或Ca,0.0001≤y≤0.03;

备用;

(2)、物料混合:

将BaCO3、TiO2和XO按1∶(1-y)∶y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,得到初级Ba(Ti1-yXy)O3-y混合粉料;

(3)、造粒:

在所得Ba(Ti1-yXy)O3-y混合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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材;

第二步,下电极的制备:

取低温共烧生瓷带基片,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沉积在低温共烧生瓷带基片上,形成材质为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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y的单层陶瓷纳米薄膜上,制得上电极,即得单层纳米阻变膜忆阻器;

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Ba(Ti1-yXy)O3-y的单层陶瓷纳米薄膜上,制得上电极,即得柔性单层纳米薄膜忆阻器。

2.根据权利要求1所述的柔性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所述的柔性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。

4.一种柔性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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材,具体步骤如下:(1)、原料准备:

按1∶(1-y)∶y的摩尔比分别取Ba(CH3COO)2、C16H36O4Ti和X(CH3COO)2,其中,X为Mg,Zn,Ca,0.0001≤y≤0.03,备用;

(2)、溶胶制备:

将Ba(CH3COO)2和X(CH3COO)2按1∶y的摩尔比混合均匀后,溶于乙酸;

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Ba:Ti=1∶(1-y)的摩尔比,加入C16H36O4Ti,搅拌5-10分钟,过滤得到溶胶滤液;

(3)、Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y粉体;

(4)、造粒:

在Ba(Ti1-yXy)O3-y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上述烘干后的粉末的质量比为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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材;

或者:

第一步,采用固态反应法制备Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材,具体步骤如下:(1)、原料准备:

按摩尔比1∶(1-y)∶y,分别取BaCO3、TiO2和XO;其中,X为Mg、Zn或Ca,0.0001≤y≤0.03;

备用;

(2)、物料混合:

将BaCO3、TiO2和XO按1∶(1-y)∶y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,得到初级Ba(Ti1-yXy)O3-y混合粉料;

(3)、造粒:

在所得Ba(Ti1-yXy)O3-y混合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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y混合物靶材;

第二步,下电极的制备:

取低温共烧生瓷带基片,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沉积在低温共烧生瓷带基片上,形成材质为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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y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Ba(Ti1-yXy)O3-y的单层陶瓷纳米薄膜上,即得柔性单层纳米薄膜忆阻器。

5.根据权利要求4所述的柔性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所述的柔性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。