一種憶阻器和傳感器制造技術

本發(fā)明專利技術提供了一種憶阻器，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，三明治結構設置在襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M-Ge-N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或所述轉(zhuǎn)換層M-Ge-N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。該憶阻器對不同頻率的光均有強烈的吸收，產(chǎn)生不同響應波長的LSPR現(xiàn)象，從而實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感。本發(fā)明專利技術還提供了包含該憶阻器的傳感器。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及微電子
，尤其涉及一種憶阻器和傳感器。
技術介紹
憶阻器，又稱記憶電阻，是一類具有記憶效應的非線性電阻，它是繼電阻、電容、電感之后的第四中無源基本電路元件，憶阻器的記憶效應使得其在存儲器件、圖像傳感器、神經(jīng)網(wǎng)絡的傳感等領域有廣泛應用。納米粒子具有常規(guī)塊體材質(zhì)所不具備的優(yōu)異性能，例如貴金屬Au、Ag以及近年來發(fā)展的Cu或Ag的硫系化合物(如Ag2S、CuTe)可產(chǎn)生局域表面等離子體共振(簡稱為LSPR)現(xiàn)象，即當入射光子頻率與納米粒子的集體振動頻率相匹配時，就會發(fā)生LSPR，納米粒子在紫外-可見光區(qū)表現(xiàn)出特征吸收峰。LSPR的形狀、位置等與納米粒子的組成、大小、形狀、周圍介質(zhì)折射率等因素密切相關，因此可利用納米粒子的LSPR特性來對周圍介質(zhì)的折射率進行傳感，間接應用到傳感器方面。但是納米粒子只能實現(xiàn)對單一頻段光的響應，無法實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感。因此，有必要提供一種可產(chǎn)生不同響應波長的LSPR的器件，從而實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術實施例第一方面提供了一種憶阻器，所述憶阻器對不同頻率的光有強烈的吸收，可產(chǎn)生不同響應波長的LSPR現(xiàn)象，從而實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感。第一方面，本專利技術提供了一種憶阻器，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，所述三明治結構設置在所述襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M-Ge-N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或在所述轉(zhuǎn)換層M-Ge-N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Te，所述Ag-Ge-Te為Ag10Ge15Te75、Ag20Ge25Te55和Ag33Ge20Te47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Cu-Ge-Te，所述Cu-Ge-Te為Cu10Ge15Te75、Cu20Ge25Te55和Cu33Ge20Te47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Se，所述Ag-Ge-Se為Ag10Ge15Se75、Ag20Ge25Se55和Ag33Ge20Se47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Cu-Ge-Se，所述Cu-Ge-Se為Cu10Ge15Se75、Cu20Ge25Se55和Cu33Ge20Se47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極依次并排設置在所述襯底的表面。本專利技術實施方式中，所述非反應電極的材質(zhì)為鈀、鉑或金。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的厚度為100-500nm。本專利技術實施方式中，所述反應電極的厚度為100-500nm。本專利技術實施方式中，所述非反應電極的厚度為100-500nm。本專利技術實施例第一方面提供的憶阻器，所述憶阻器在電場誘導作用下形成的MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀，使得該憶阻器對不同頻率的光有強烈的吸收，產(chǎn)生不同響應波長的LSPR現(xiàn)象，從而實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感，可以將該憶阻器用于傳感器領域。第二方面，本專利技術提供了一種傳感器，所述傳感器包括憶阻器、信號放大器和光纖耦合器，所述光纖耦合器用于將外界光信號引入所述憶阻器中，所述信號放大器用于將通過所述憶阻器后的光信號進行放大、輸出，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，所述三明治結構設置在所述襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M-Ge-N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或在所述轉(zhuǎn)換層M-Ge-N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。本專利技術實施例第二方面提供的傳感器，能夠產(chǎn)生不同的LSPR吸收峰，可實現(xiàn)對不同種類物質(zhì)的傳感，應用范圍廣。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。圖1是本專利技術實施例提供的一種憶阻器的結構示意圖；圖2是本專利技術實施例提供的一種憶阻器的制備流程圖；圖3是本專利技術實施例提供的憶阻器中轉(zhuǎn)換層在通電后的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖4是本專利技術實施例提供的憶阻器中轉(zhuǎn)換層析出相的局部透射電子顯微鏡(TEM)圖；圖5是本專利技術實施例提供的憶阻器中轉(zhuǎn)換層析出相的高分辨透射電子顯微鏡圖像，內(nèi)插圖為其傅里葉變換(FFT)圖像；圖6是本專利技術實施例提供的憶阻器中轉(zhuǎn)換層的圖4的TEM圖中點1的X射線能量色散光譜圖(EDS)。具體實施方式下面結合附圖及實施例，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。應當指出，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。第一方面，本專利技術實施例提供了一種憶阻器，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，所述三明治結構設置在所述襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M-Ge-N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或在所述轉(zhuǎn)換層M-Ge-N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。如本專利技術實施方式所述的，所述反應電極為銀電極或銅電極。本專利技術實施方式中，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極依次疊放在所述襯底表面。本專利技術實施方式中，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極依次并排設置在所述襯底的表面。所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成橫向三明治結構，相對于依次疊放在所述襯底表面，光可以避開轉(zhuǎn)換層兩側的電極而直接照射在轉(zhuǎn)換層上，更有利于該憶阻器在傳感器方面的應用，提高傳感的靈敏度、選擇性、集成性。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Te，所述Ag-Ge-Te為Ag10Ge15Te75、Ag20Ge25Te55和Ag33Ge20Te47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Cu-Ge-Te，所述Cu-Ge-Te為Cu10Ge15Te75、Cu20Ge25Te55和Cu33Ge20Te47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Se，所述Ag-Ge-Se為Ag10Ge15Se75、Ag20Ge25Se55和Ag33Ge20Se47中的一種或多種。本專利技術實施方式中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Cu-Ge-Se，所述Cu-Ge-Se為Cu10Ge15Se75本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種憶阻器，其特征在于，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，所述三明治結構設置在所述襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M?Ge?N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或在所述轉(zhuǎn)換層M?Ge?N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。

【技術特征摘要】
1.一種憶阻器，其特征在于，所述憶阻器包括襯底、反應電極、非反應電極和位于反應電極、非反應電極之間的轉(zhuǎn)換層，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極共同構成三明治結構，所述三明治結構設置在所述襯底的表面，其中，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)為M-Ge-N，所述反應電極的材質(zhì)為M，M為銀或銅，N為硒或碲，所述反應電極用于在電場誘導作用下氧化成M離子，所述M離子進入所述轉(zhuǎn)換層并在所述反應電極與所述轉(zhuǎn)換層的接觸界面處或在所述轉(zhuǎn)換層M-Ge-N的缺陷處參與形成MN納米線，所述MN納米線在電場的幅值和電場作用時間的控制下獲得不同的尺寸和形狀。2.如權利要求1所述的憶阻器，其特征在于，所述反應電極、轉(zhuǎn)換層和非反應電極依次并排設置在所述襯底的表面。3.如權利要求1所述的憶阻器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Te，所述Ag-Ge-Te為Ag10Ge15Te75、Ag20Ge25Te55和Ag33Ge20Te47中的一種或多種。4.如權利要求1所述的憶阻器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Cu-Ge-Te，所述Cu-Ge-Te為Cu10Ge15Te75、Cu20Ge25Te55和Cu33Ge20Te47中的一種或多種。5.如權利要求1所述的憶阻器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換層的材質(zhì)M-Ge-N為Ag-Ge-Se，所述Ag-Ge-Se為Ag10Ge15Se75、Ag20Ge25Se55和Ag33...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：夏奕東，陳巖，黃文龍，羅彩珠，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，南京大學，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44