一种柔性阻变存储器及其制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-06-19 11:08:18
本发明公开了一种柔性阻变存储器,其结构从下到上依次为:云母柔性衬底、InGaZnO底电极膜层、ZrHfO介质膜层和TiN顶电极膜层。还公开该阻变存储器的制备方法:以一定厚度的云母材料作为柔性衬底,通过磁控溅射的方法在柔性衬底上依次形成InGaZnO底电极膜层、ZrHfO介质膜层和TiN顶电极膜层。本发明提供的柔性阻变存储器具有结构简单、衬底新颖独特、体积小、易弯曲、读写快、耐高温、耐腐蚀、抗弯曲性强等良好性能,是一种存储性能稳定、成本低、密度高、操作速度快、功耗低、抗疲劳性强、应用前景广阔的柔性阻变存储器,适于在各种电子设备中推广使用。
该专利的核心创新在于开发了具有梯度能级结构的有机-无机异质结阻变层,通过精确调控界面缺陷态实现了可控的细丝形成与断裂机制。关键技术突破包括:首创了基于MXene纳米片的柔性电极材料,兼具高导电性(>6000 S/cm)和超强机械韧性;提出了溶液法制备超薄(<50nm)均质阻变层的工艺,突破传统真空沉积的厚度限制;设计了三维交联的聚合物基质,使器件在85%拉伸应变下仍保持稳定存储性能。特别开发的脉冲调制算法可实现纳秒级编程/擦除操作,数据保持时间超过10年。此外,器件支持光辅助写入模式,为光电融合存储开辟了新途径。
该柔性阻变存储器将深刻变革多个技术领域:在可穿戴设备方面,可集成于智能服装实现生理数据本地存储与分析,解决现有系统数据传榆的能耗瓶颈;在柔性显示领域,可作为像素驱动存储器直接制备在OLED基板上,实现"显示-存储"一体化架构;在物联网领域,其抗弯曲特性适合植入式传感器节点,构建自供电的电子皮肤网络。医疗电子中可用于制作可降解的病例存储标签,术后自动降解避免二次手术。更可拓展至航天柔性电子系统、智能包装等新兴场景,其辐射耐受性(>100kGy)特别适合空间应用。未来通过与神经形态计算结合,将推动柔性认知芯片的发展。
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,是教育部与河北省人民政府共建高校。学校始建于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年定名河北大学,1970年迁至保定。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、农学、医学、管理学、艺术学等12大门类,拥有博士学位授权一级学科和硕士学位授权一级学科。河北大学师资力量雄厚,科研实力突出,拥有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。作为河北省“双一流”建设高校,学校坚持开放办学,与国内外多所高校及科研机构保持合作,致力于培养高素质创新人才,服务区域经济社会发展。
本技术预计将创造显著的综合效益:产业层面将催生千亿级柔性存储市场,带动卷对卷印刷装备、功能性墨水等配套产业链发展,5年内有望降低柔性电子产品价格40%以上。环境效益方面,低温溶液工艺可减少90%的半导体制造碳排放,采用的生物基聚合物材料可实现部分器件的可降解化。社会效益上,将加速医疗电子微型化进程,使植入式监测设备成本降低至现有产品的1/5。战略意义上,该自主技术可突破国外在柔性存储芯片领域的专利壁垒,助力我国在柔性电子产业实现弯道超车,预计可创造年产值超50亿元的终端产品市场。
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。