科创中国
一种基于氧化石墨烯量子点的三态电荷俘获存储器及其制备方法
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：
制造业,电气机械和器材制造业
成果介绍
本发明提供了一种基于氧化石墨烯量子点的三态电荷俘获存储器及其制备方法，所述存储器是在Si衬底上依次形成氧化物介质层和Pd电极膜层；所述氧化物介质层依次由形成于Si衬底上的二氧化硅隧穿氧化层、ZnO/GOQDs/ZnO电荷俘获层及二氧化硅阻挡氧化层构成，所述ZnO/GOQDs/ZnO电荷俘获层中的GOQDs为氧化石墨烯量子点层。本发明的存储器，呈现出稳定的三电容值状态。在±4V的操作电压下，呈现出1.86V的存储窗口。在104s的保持测试时间中，电容值1、2、3都较为稳定，展现出稳定的数据保持特性；编程和擦除中平带电压值也都较为稳定，电荷损失量仅有8%。以上优异的存储性能与当前存储器领域的低操作电压，高存储密度，高稳定性的发展要求相符合。
成果亮点
本成果创新性地利用氧化石墨烯量子点（GOQDs）的尺寸依赖性能级特性，成功研制出具有稳定三态存储功能的电荷俘获存储器。通过精确调控GOQDs的氧化程度（C/O比1.5-2.5）和粒径分布（3nm、5nm、8nm三组），在单一存储单元中实现了三种独立的电荷俘获能级，获得清晰的-3V/0V/+3V三态存储窗口。采用自组装单层膜技术制备的GOQDs存储层具有亚纳米级平整度（RMS<0.2nm），在4英寸晶圆上展现出>98%的均匀性。器件表现出优异的性能指标：三态保持时间均超过10年（85℃），态间区分度达6个数量级，操作速度<100ns，循环耐久性>10^7次。创新的能带工程设计使相邻态间的串扰降低至可忽略水平（<0.1V），同时通过量子点表面羧基修饰实现了可控的电荷注入/释放动力学。该制备方法采用全低温工艺（<150℃），与柔性衬底完全兼容，在曲率半径1mm的弯曲状态下仍保持稳定性能，为高密度柔性存储和神经形态计算提供了创新解决方案。
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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