技术特征：
1.一种具有多级存储功能的突触忆阻器，其特征在于，包括绝缘衬底、形成在所述绝缘衬底上的第一电极层、形成在所述第一电极层上的第一阻变层、形成在所述第一阻变层上的第二阻变层、形成在所述第二阻变层上的第二电极层、以及形成在所述第二电极层上的保护层，所述第一阻变层的材料为氧化铝，所述第二阻变层的材料为氧化锌，以实现全阻态范围的多级变化。2.如权利要求1所述的具有多级存储功能的突触忆阻器，其特征在于，所述第二电极层包括若干个间距排布的顶电极，所述顶电极的厚度为20
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60nm，直径为0.05
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0.15mm。3.如权利要求1所述的具有多级存储功能的突触忆阻器，其特征在于，所述顶电极的材料为金属银、金属铜或金；所述保护层的材料为金属铝或金属钛。4.如权利要求1所述的具有多级存储功能的突触忆阻器，其特征在于，所述第一电极层的材料为金属铂或氧化铟锡，所述第一电极层的厚度为50
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150nm。5.如权利要求1所述的具有多级存储功能的突触忆阻器，其特征在于，所述绝缘衬底为单层透明玻璃或三层结构，所述三层结构为自上至下依次叠层设置的钛层、二氧化硅层和硅层。6.一种具有多级存储功能的突触忆阻器的制备方法，其特征在于，所述制备方法用以制备如权利要求1
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5项中任一项所述的具有多级存储功能的突触忆阻器，所述制备方法包括：s1、提供具有第一电极层的绝缘衬底，并对所述其进行清洗和亲水处理；s2、利用水溶液法，在所述第一电极层上制备第一阻变层；s3、利用水溶液法，在所述第一阻变层上制备第二阻变层；s4、在所述第二阻变层上制备第二电极层；s5、在所述第二电极层上制备保护层，得到具有多级存储功能的突触忆阻器。7.如权利要求6所述的具有多级存储功能的突触忆阻器的制备方法，其特征在于，所述第一阻变层的具体制备步骤为：在20℃
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30℃环境下制备氧化铝前驱体溶液，在室温环境下静置5
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10min后，将所述氧化铝前驱体溶液滴于所述第一电极层上；以2000
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5000rpm的速度在空气中旋涂10
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60s；在250
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350℃的温度下退火。8.如权利要求6所述的具有多级存储功能的突触忆阻器的制备方法，其特征在于，所述第二阻变层的具体制备步骤为：在20℃
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30℃环境下制备氧化锌前驱体溶液，在室温环境下静置5
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10min后，将所述氧化锌前驱体溶液滴于所述第一阻变层上；以2000
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5000rpm的速度在空气中旋涂10
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60s；在250
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350℃的温度下退火。9.如权利要求6所述的具有多级存储功能的突触忆阻器的制备方法，其特征在于，所述第二电极层和保护层采用蒸发镀膜法制备得到。10.如权利要求6所述的具有多级存储功能的突触忆阻器的制备方法，其特征在于，在所述第一阻变层上制备第二阻变层之前，所述制备方法还包括对所述第一阻变层进行亲水处理。
技术总结
本发明涉及一种具有多级存储功能的突触忆阻器，包括绝缘衬底、形成在绝缘衬底上的第一电极层、形成在第一电极层上的第一阻变层、形成在第一阻变层上的第二阻变层、形成在第二阻变层上的第二电极层、以及形成在第二电极层上的保护层，第一阻变层的材料为氧化铝，第二阻变层的材料为氧化锌，以实现全阻态范围的多级变化。该忆阻器功耗小、工作电压小，工作电压的绝对值小于1V，阻值变化范围更大，所存储的数据量更大且能够实现在全阻态范围的多级变化；采用纯溶液法制备，操作简单方便，成本低，设备和和原料投资较少可用于大面积制备，实现大规模工业应用；实现了类人脑突触器件的多级存储功能，展示了该器件作为神经网络组成部分的重要潜能。的重要潜能。的重要潜能。
技术研发人员：沈棕杰 赵春 赵策洲 刘伊娜 杨莉
受保护的技术使用者：西交利物浦大学
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2021/9/9