【摘 要】
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计算机及信息行业的飞速发展对非易失性存储器提出了更高的要求,目前大规模使用的非易失性存储器Flash闪存接近达到发展极限。阻变存储器是新型非易失性存储的重要研究方向之一,由于其具有制备简单、尺寸小易集成、信息读写速度快、能耗低、兼容CMOS等优点等特点得到了研究人员的广泛关注。甲胺铅碘（CH3NH3PbI3,即MAPbI3）是有机-无机混合钙钛矿材料,具有载流子迁移率高,带隙可调控,有柔性等优异性
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计算机及信息行业的飞速发展对非易失性存储器提出了更高的要求,目前大规模使用的非易失性存储器Flash闪存接近达到发展极限。阻变存储器是新型非易失性存储的重要研究方向之一,由于其具有制备简单、尺寸小易集成、信息读写速度快、能耗低、兼容CMOS等优点等特点得到了研究人员的广泛关注。甲胺铅碘（CH3NH3PbI3,即MAPbI3）是有机-无机混合钙钛矿材料,具有载流子迁移率高,带隙可调控,有柔性等优异性能。并且薄膜中存在较多缺陷（如碘空位、甲胺空位等）,在外加电场下会产生离子和空位的迁移,在阻变式存储器领域有很好的应用前景。然而,旋涂法制备的甲胺铅碘薄膜通常出现基底覆盖率低,有孔洞、表面不平整等问题,限制了其在电子器件中的应用。本文通过滴加反溶剂、加入添加剂、阳离子掺杂等方法对甲胺铅碘薄膜进行改性与生长调控。对优化后甲胺铅碘薄膜制备成异质结及器件并进行电学性能研究分析,主要结论如下:（1）采用旋涂法制备甲胺铅碘薄膜,研究不同反溶剂（甲苯、二氯甲烷、乙醚和乙酸乙酯）、添加剂MACl和阳离子掺杂（Co2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+）对薄膜质量的影响。经过分析,滴加乙酸乙酯作为反溶剂甲胺铅碘薄膜结晶性最好、表面平整无孔洞。添加MACl后,甲胺铅碘薄膜结晶性增强,晶粒由片状变为颗粒状,尺寸减小且更均匀,为100～300 nm。四种阳离子掺杂中,Mn2+离子掺杂薄膜质量最好。（2）制备了 MAPbI3/ITO异质结,并测量其I-V曲线。纯甲胺铅碘异质结出现滞回和整流现象。添加MACl甲胺铅碘异质结,最大电流增大了 5到4个数量级。对比不同转速的添加MACl甲胺铅碘异质结可以发现,4500 rpm滞回指数最大接近于1,符合互补型阻变特征。（3）制备了纯甲胺铅碘Al/MAPbI3/ITO器件,不同转速薄膜器件都均出现双极型忆阻现象,开关比为103。其中3000 rpm器件set电压和reset电压最小,分别为1.3 V和-1.8 V。碘空位导电通路的形成与断裂是电阻发生突变及忆阻现象产生的原因。添加MACl甲胺铅碘Al/MAPbI3/ITO器件则没有出现典型忆阻现象,其中3000 rpm和4500 rpm器件出现一次写入多次读取（WORM）特征,6000 rpm器件出现互补型阻变现象。在旋涂甲胺铅碘后热蒸发一层酞菁铁（FePc）薄膜,制备成 Al/FePc/MAPbI3/ITO 器件及 Co/FePc/MAPbI3/ITO 器件。测量 I-V 曲线发现,Al/FePc/MAPbI3/ITO无忆阻特性,但在进行20 V电压扫描后出现WORM特征,且在空气中稳定性增强。Co/MAPbI3/ITO器件I-V曲线无电流滞回现象,对该器件进行20 V电压扫描后,I-V曲线展现出互补型阻变特征。
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