研究目的
提出一种新的制备工艺以控制CsPbBr3薄膜形貌,并研究其在具有多级电阻开关行为的忆阻器中的应用。
研究成果
该研究成功开发了一种利用BA后处理控制CsPbBr3薄膜形貌的方法,在忆阻器中实现了大晶粒和多级阻变特性。器件表现出高性能,开/关比Ron/Roff≈10^5,工作电压低至≈±1V,数据保持性良好(≥10^4秒),显示出电子应用的潜力。未来工作可聚焦于工艺优化及探索其他卤化物钙钛矿材料。
研究不足
薄膜形貌控制仅限于BA浓度不超过5%;更高浓度会导致分解。形貌变化的机制是推测性的,尚未完全证实。器件可扩展性及超过10^4秒的长期稳定性尚未进行广泛测试。
1:实验设计与方法选择:
采用热喷涂工艺制备CsPbBr3薄膜,后处理使用丁酸(BA)作为表面活性剂调控形貌。该方法旨在解决铯盐前驱体溶解度低的问题。
2:样品选择与数据来源:
使用FTO玻璃基底。配制CsBr和PbBr2的DMF前驱体溶液进行喷涂,后处理采用甲醇溶液旋涂BA。
3:实验设备与材料清单:
化学试剂包括PbBr2、CsBr、DMF、BA、甲醇;设备包含紫外臭氧清洗机、喷涂机、旋涂仪、退火炉、Au电极沉积用溅射系统、傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜(Quanta 250FEG)、能谱仪、X射线衍射仪(Bruker D8)、Keithley 4200源表。
4:CsBr、DMF、BA、甲醇;设备包含紫外臭氧清洗机、喷涂机、旋涂仪、退火炉、Au电极沉积用溅射系统、傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜(Quanta 250FEG)、能谱仪、X射线衍射仪(Bruker D8)、Keithley 4200源表。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:紫外臭氧清洗FTO基底;配制前驱体溶液;100℃喷涂;旋涂BA溶液;250℃退火2小时;溅射沉积Au电极;通过红外、电镜、能谱、XRD表征;用Keithley 4200测量阻变特性。
5:数据分析方法:
红外光谱检测BA,电镜观察形貌,能谱进行元素分析,XRD分析晶体结构,I-V测试阻变行为,拟合欧姆和空间电荷限制传导模型。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
Bruker D8
Bruker
Perform X-ray diffraction measurements to determine the crystal structure of the CsPbBr3 films.
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SourceMeter
Keithley 4200
Keithley
Characterize the resistive switching behaviors of the memory devices by measuring current-voltage (I-V) characteristics.
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Fourier infrared spectrometer
Analyze infra-red spectroscopies of the CsPbBr3 films to detect the presence of butyric acid.
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Field-emission scanning electron microscopy
Quanta 250FEG
Observe the surface morphology of the CsPbBr3 films.
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Energy dispersive X-ray spectroscopy
Analyze the elemental compositions of the CsPbBr3 films.
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UV/O3 cleaner
Clean and treat the FTO glass substrates before coating.
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Radio frequency magnetron sputtering system
Deposit the Au top electrode onto the CsPbBr3 films.
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