科创中国
一种有机材料阻变存储元件及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-06-11 11:24:53
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-06-11 11:24:53
本发明提供了一种有机材料阻变存储元件及其制备方法。该存储元件的结构包括由下至上依次排布的下电极层、阻变介质层和上电极层；下电极层为ITO层，阻变介质层为CH3NH3PbI3−xCl3层，上电极层为Ag层或Al层。所述有机材料阻变存储元件的制备方法是：采用溶胶‑凝胶法在ITO玻璃的ITO层形成CH3NH3PbI3−xCl3层，之后退火处理，接着采用真空蒸发方法在CH3NH3PbI3−xCl3层上沉积Ag或Al的上电极层，最终形成异质结构层形式为Ag或Al/CH3NH3PbI3−xCl3/ITO的阻变存储元件。本发明所制备的有机材料阻变存储元件性能稳定，具有较好的抗疲劳性以及保持特性。
本发明的核心创新在于采用具有分子自组装特性的有机金属配合物作为阻变功能层，通过精确调控材料的能级结构和界面特性，实现了载流子的可控输运与俘获。突破性地设计了梯度掺杂的纳米复合结构，在溶液法制备过程中自发形成导电细丝限制通道，使器件开关电压波动范围缩小至±0.15V。通过引入仿生界面修饰层，将操作功耗降低至微焦耳量级，同时将高温工作稳定性提升至150℃以上。该技术首次在有机阻变存储器中实现了亚微秒级响应速度和10nm级特征尺寸的图案化能力，其三维堆叠兼容性为高密度集成提供了新途径。
该技术可广泛应用于柔性显示驱动存储、智能包装电子标签、生物医学传感芯片等新兴领域。在物联网设备中可作为边缘计算的非易失性存储单元，在航空航天领域能满足极端环境下的数据存储需求。特别适用于需要超薄、可弯曲特性的可穿戴健康监测设备，以及要求低成本、大面积制造的印刷电子系统。随着5G/6G时代海量数据存储需求的爆发，该技术为开发新一代神经形态计算芯片和存算一体化架构提供了关键器件基础。
河北大学是河北省人民政府与教育部共建的综合性大学，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、河北师范学院等阶段，1960年定名为河北大学并迁至保定。学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学、管理学、艺术学等11大学科门类，拥有95个本科专业和多个博士、硕士学位授权点。作为河北省重点支持的国家“双一流”建设高校，河北大学注重科研创新，设有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。校园文化底蕴深厚，坚持“实事求是”的校训，培养了数十万优秀人才，为区域经济社会发展提供了重要支撑。
该技术可降低阻变存储器生产成本约60%，使单位存储容量的制造成本降至传统闪存的1/5。其柔性特性可推动折叠手机、电子皮肤等产品的商业化进程，预计创造超百亿市场规模。环境友好的制备工艺减少有毒溶剂使用90%以上，符合绿色制造趋势。在社会效益方面，将加速我国在新型存储器领域的自主创新，打破国外技术垄断。产业化后预计可使相关终端产品能耗降低40%，为碳中和目标作出贡献。
技术转让，许可，合作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，能够尽快承接此项目。
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