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专利号: 2016100399025
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:

1.一种以LTCC生瓷带为衬底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,采用水热法制备Ba(Ti1-yXy)O3-y靶材,具体步骤如下:(1)、原料混合:

将Ba(NO3)2、Ti(OC4H9)4和X(NO3)2,按1∶(1-y)∶y的摩尔比混合,其中,X为Mg,Zn,Ca,

0.0001≤y≤0.03,备用;

将上述混合物溶于10%-20%的稀硝酸中,放在磁力搅拌器上,进行搅拌,使其完全溶解;

(2)、粉体制备

向上述溶液中缓慢滴加NaOH溶液直至沉淀完全,过滤沉淀并用去离子水洗涤,滴加NaOH溶液并调节pH值,并装入反应釜中,放入事先达到确定温度150℃的恒温干燥箱内,水热反应24小时;

水热反应后,将反应釜自然冷却至室温,将反应釜中所得的样品用去离子水反复清洗直到去除所有可溶性盐,于60℃下烘干后得到Ba(Ti1-yXy)O3-y粉体;

(3)、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;

(4)、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靶材;

第二步,下电极的制备:

取LTCC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LTCC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,即得成品;

或者:

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,即得成品。

2.根据权利要求1所述的以LTCC生瓷带为衬底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所述的以LTCC生瓷带为衬底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。

4.一种以LTCC生瓷带为衬底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,采用水热法制备Ba(Ti1-yXy)O3-y靶材,具体步骤如下:(1)、原料混合:

将Ba(NO3)2、Ti(OC4H9)4和X(NO3)2,按1∶(1-y)∶y的摩尔比混合,其中,X为Mg,Zn,Ca,

0.0001≤y≤0.03,备用;

将上述混合物溶于10%-20%的稀硝酸中,放在磁力搅拌器上,进行搅拌,使其完全溶解;

(2)、粉体制备

向上述溶液中缓慢滴加NaOH溶液直至沉淀完全,过滤沉淀并用去离子水洗涤,滴加NaOH溶液并调节pH值,并装入反应釜中,放入事先达到确定温度150℃的恒温干燥箱内,水热反应24小时;

水热反应后,将反应釜自然冷却至室温,将反应釜中所得的样品用去离子水反复清洗直到去除所有可溶性盐,于60℃下烘干后得到Ba(Ti1-yXy)O3-y粉体;

(3)、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;

(4)、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靶材;

第二步,下电极的制备:

取LTCC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LTCC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,即得成品。

5.根据权利要求4所述的以LTCC生瓷带为衬底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所述的以LTCC生瓷带为衬底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。