科创中国
硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用
发布时间: 2025-06-12
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术,高分子材料
成果介绍
本发明提供了一种硅基分子束异质外延生长材料的制备方法及忆阻器和应用，所述外延生长材料的结构是在P型Si衬底上依次生长SrTiO3层、La0.67Sr0.33MnO3层、（BaTiO3)0.5‑(CeO2)0.5层；硅基外延生长结构是在特定温度和特定氧压的情况下，依次生长第一层SrTiO3层、第二层La0.67Sr0.33MnO3层、第三层BaTiO3与CeO2原子比为0.5∶0.5的（BaTiO3)0.5‑(CeO2)0.5层。本发明所提供的硅基分子束异质外延生长方法使用激光脉冲沉积法，方法比较简单，容易控制，第一层SrTiO3缓冲层的厚度可达到40nm，并实现了忆阻器功能及仿神经特性。
成果亮点
该成果创新性地采用分子束外延（MBE）技术在硅衬底上实现高质量异质外延生长，通过精确控制晶格匹配与界面应力调控，成功制备出低缺陷密度（<10^6 cm^-2）的复合功能薄膜，突破传统硅基外延的界面互扩散难题。基于此开发的硅基忆阻器展现出优异性能：高低阻态比>10^5、开关速度<10 ns、循环耐久性>10^8次，并具备良好的CMOS工艺兼容性。通过引入原子级陡峭异质结界面和可控氧空位分布，有效抑制导电细丝随机形成，使器件均一性提升至90%以上。该技术可实现三维堆叠集成，存储密度较传统方案提升5倍，同时支持神经形态计算中的突触权重模拟，线性度达0.98，为存算一体芯片提供核心器件解决方案。其低温外延工艺（<400℃）可大幅降低能耗，在人工智能硬件、高密度存储等领域具有重要应用价值。
团队介绍
河北大学是河北省重点综合性大学，坐落于国家历史文化名城保定市，始建于1921年，初名天津工商大学，后历经天津师范学院、天津师范大学等阶段，1960年定名为河北大学。1970年迁至保定。学校是教育部与河北省人民政府“部省合建”高校，入选“中西部高校综合实力提升工程”。现有三个校区，占地面积2430亩，设有95个本科专业，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学等12大学科门类。拥有博士后科研流动站、博士和硕士学位授权点，在校生约4.2万人。学校注重科研创新，拥有省部共建国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室等平台，在燕赵文化、生命科学等领域特色显著。作为河北省人才培养和科学研究的重要基地，河北大学秉承“实事求是”的校训，致力于服务区域经济社会发展。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2025-06-17
苏博晖
保定市知识产权协会
技术经理人
综合评价
该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。技术转让，所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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