基于多金属氧酸盐的复合薄膜及其制备方法、光电忆阻器

本发明涉及半导体，尤其涉及一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜及其制备方法、光电忆阻器。

背景技术：

1、自然界中大部分信息通过光信号传输，完成对光信号的响应是完成光信息解码的基础，因此寻找对光产生响应的材料是如今材料科学热门的研究方向，目前表现出光响应的材料分为无机和有机两大类，无机材料包括金属氧化物、二维材料等，有机材料包括钙钛矿等。

2、然而，目前报道的光响应材料大多在制备或者保存方面存在各种困难，例如金属氧化物材料的制备工艺复杂，钙钛矿材料对保存条件的要求较为苛刻，限制了光电忆阻器的推广，从而阻碍了光电行业的发展。因此，如何利用简单的材料通过简单的加工工艺，实现稳定、易保存的光电器件具有重要的意义。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜及其制备方法、光电忆阻器，旨在解决现有光响应材料存在制备工艺复杂、保存条件苛刻等问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜，按质量百分比计，包括94.4wt％-96.4wt％高分子聚合物、2.1wt％-3.1wt％多金属氧酸盐、1.5wt％-2.5wt％表面活性剂；

4、所述高分子聚合物的平均分子量为240000-320000；所述表面活性剂对所述多金属氧酸盐进行包埋；经所述表面活性剂包埋的多金属氧酸盐分散于所述高分子聚合物中。

5、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其中，所述基于多金属氧酸盐的复合薄膜的厚度为30nm-100nm。

6、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其中，所述高分子聚合物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇中的一种或多种；所述表面活性剂包括双十二烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、磷酸三丁酯中的一种或多种。

7、一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，包括步骤：

8、将含有金属离子的表面活性剂与多金属氧酸、去离子水进行混合，经纯化处理后，得到表面活性剂包埋的多金属氧酸盐；

9、将所述表面活性剂包埋的多金属氧酸盐与有机溶剂进行混合，得到第一溶液；

10、将高分子聚合物与有机溶剂进行混合，得到第二溶液；

11、将所述第一溶液与所述第二溶液经混合后进行加热搅拌处理，得到第三溶液；

12、将所述第三溶液进行旋涂处理，经退火处理后，得到所述基于多金属氧酸盐的复合薄膜。

13、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其中，所述多金属氧酸选自h11[sm(pw11o39)2]、h3pw12o40中的一种

14、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其中，所述含有金属离子的表面活性剂与所述多金属氧酸的摩尔比为(10-12):1。

15、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其中，所述第一溶液的浓度为4mg/ml-6mg/ml；所述第二溶液的浓度为20mg/ml-55mg/ml；所述第一溶液和所述第二溶液的体积比为1:(2-3)。

16、所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其中，所述加热搅拌处理的温度为55℃-65℃，所述加热搅拌处理的时间为10h-14h；和/或，所述退火处理为在常温下退火25min-30min后，在55℃-65℃下退火25min-35min。

17、一种光电忆阻器，包括从下至上依次叠设的底电极、所述基于多金属氧酸盐的复合薄膜、金属电极。

18、所述的光电忆阻器，其中，所述金属电极的厚度为50nm-100nm；所述底电极的厚度为150nm-200nm。

19、有益效果：本发明提供一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜及其制备方法、光电忆阻器，所述基于多金属氧酸盐的复合薄膜按质量百分比计，包括94.4wt％-96.4wt％高分子聚合物、2.1wt％-3.1wt％多金属氧酸盐、1.5wt％-2.5wt％表面活性剂；所述高分子聚合物的平均分子量为240000-320000；所述表面活性剂对所述多金属氧酸盐进行包埋；经所述表面活性剂包埋的多金属氧酸盐分散于所述高分子聚合物中。本发明将多金属氧酸盐引入复合薄膜中，多金属氧酸盐对电子捕获作用发挥了复合薄膜在忆阻器中的开关特性，同时多金属氧酸盐的还原产物——杂多蓝对光的响应可以让设有复合薄膜的忆阻器接收光信息并实现电学响应，简化了传统光电信息处理转化需要额外传感器将光信息转化为点信息的步骤。并且，基于所述复合薄膜的光电忆阻器使用的材料环保简单，使用的制备工艺简便，容易保存，适合大面积推广，可广泛应用于信息技术等领域。

技术特征：

1.一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其特征在于，按质量百分比计，包括94.4wt％-96.4wt％高分子聚合物、2.1wt％-3.1wt％多金属氧酸盐、1.5wt％-2.5wt％表面活性剂；

2.根据权利要求1所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其特征在于，所述基于多金属氧酸盐的复合薄膜的厚度为30nm-100nm。

3.根据权利要求1所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇中的一种或多种；所述表面活性剂包括双十二烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、磷酸三丁酯中的一种或多种。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

5.根据权利要求4所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述多金属氧酸选自h11[sm(pw11o39)2]、h3pw12o40中的一种。

6.根据权利要求4所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述含有金属离子的表面活性剂与所述多金属氧酸的摩尔比为(10-12):1。

7.根据权利要求4所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一溶液的浓度为4mg/ml-6mg/ml；所述第二溶液的浓度为20mg/ml-55mg/ml；所述第一溶液和所述第二溶液的体积比为1:(2-3)。

8.根据权利要求4所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌处理的温度为55℃-65℃，所述加热搅拌处理的时间为10h-14h；和/或，所述退火处理为在常温下退火25min-30min后，在55℃-65℃下退火25min-35min。

9.一种光电忆阻器，其特征在于，包括从下至上依次叠设的底电极、如权利要求1-3任一项所述的基于多金属氧酸盐的复合薄膜、金属电极。

10.根据权利要求9所述的光电忆阻器，其特征在于，所述金属电极的厚度为50nm-100nm；所述底电极的厚度为150nm-200nm。

技术总结本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种基于多金属氧酸盐的复合薄膜及其制备方法、光电忆阻器，基于多金属氧酸盐的复合薄膜按质量百分比计，包括94.4wt％‑96.4wt％高分子聚合物、2.1wt％‑3.1wt％多金属氧酸盐、1.5wt％‑2.5wt％表面活性剂；表面活性剂对多金属氧酸进行包埋，得到表面活性剂封装的多金属氧酸盐；经表面活性剂包埋的多金属氧酸盐分散于高分子聚合物中。本发明将多金属氧酸盐引入复合薄膜中，多金属氧酸盐对电子捕获作用发挥了复合薄膜在忆阻器中的开关特性，同时多金属氧酸盐的还原产物——杂多蓝对光的响应可以让设有复合薄膜的忆阻器接收光信息并实现电学响应，简化了传统光电信息处理转化需要额外传感器将光信息转化为点信息的步骤。技术研发人员：覃敬润,韩素婷,吕子玉,翟永彪受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9