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专利号: 2019106041544
申请人: 河南大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种PBCO/NSTO超导阻变存储器,其特征在于:所述阻变存储器包括下电极、阻变层和上电极,阻变层为PrBa2Cu3O7超导薄膜,阻变层的厚度为20~50 nm,下电极为Nb:SrTiO3,上电极为In金属层,In金属层的厚度为100 200 nm。

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2.根据权利要求1所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器,其特征在于:所述阻变存储器的电流变化超过6个数量级范围时,PrBa2Cu3O7超导薄膜为零电阻状态。

3.根据权利要求1所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器,其特征在于:随着温度降低,阻变存储器的电阻逐渐增大,300 K时阻变存储器的电阻为11848 Ω,随着温度降低到10 K,器件电阻增大到了583430 Ω,在10K时,阻变存储器发生阻变行为,电阻由高阻态HRS跳变为低阻态LRS,此时阻变存储器的电阻为26 Ω,随着温度升高,阻变存储器的电阻逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器,其特征在于:所述阻变存储器电阻由HRS跳变为LRS后,温度介于10 26 K之间时,电阻几乎不变,维持在1×10-4 Ω。

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5.根据权利要求1所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器,其特征在于:所述阻变存储器的超导转变温度Tc为26 K。

6.权利要求1-5任一项所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)选取Nb掺杂量为0.1 0.7 wt%的SrTiO3单晶作为衬底;

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(2)使用第一掩膜覆盖Nb:SrTiO3单晶衬底,在暴露出Nb:SrTiO3单晶衬底上利用脉冲激光沉积工艺制备PrBa2Cu3O7薄膜,将PrBa2Cu3O7薄膜激发为PBCO超导薄膜;

(3)使用具有图形的第二掩膜覆盖PBCO超导薄膜,在PBCO超导薄膜制备In上电极;

(4)移除第一掩膜和第二掩膜,暴露出In上电极和Nb:SrTiO3下电极。

7.根据权利要求6所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中脉冲激光选择KrF准分子激光,激光波长为248 nm,激光频率3 5 Hz,能量密度2 3 ~ ~J / cm2,沉积温度780-850 ℃,氧分压100~200 毫托,PrBa2Cu3O7薄膜的厚度为20~50 nm。

8.根据权利要求6所述的PBCO/NSTO超导阻变存储器的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中将PrBa2Cu3O7薄膜降温至10 K以下,并施加+ Imin→+ Imax的电流进行阻变和超导转变的触发,其中1×10−9 A<+ Imin<1×10−7 A,1×10−3 A<+ Imax<1×10−1 A,得到PBCO超导薄膜。