CN120076708B - 柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用 - Google Patents

柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用

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Abstract

本发明涉及一种柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用，该柔性光电双控忆阻器包括依次层叠设置的柔性衬底、底电极、复合功能薄膜以及顶电极，其中，所述底电极与所述顶电极的材料均选自银，所述复合功能薄膜包括层叠设置的铜基钙钛矿层以及第一疏水性聚合物层，所述顶电极层叠设置在所述第一疏水性聚合物层上，且所述顶电极不完全覆盖所述第一疏水性聚合物层。该柔性光电双控忆阻器在光信号刺激下表现出多种典型的光电突触可塑性，且几乎不受弯曲曲率和弯曲循环次数以及环境的影响，能够很好的应用于柔性电子产品。

Description

柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及电子材料技术领域，特别是涉及柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，柔性电子产品在无线传感器、可弯曲手机、可穿戴电子设备等领域展现出巨大的研究潜力。作为此类设备中至关重要的组件之一，柔性光电双控忆阻器的构建成为当下的研究热点。传统的柔性光电双控忆阻器主要是二维层状有机-无机卤化铅钙钛矿基忆阻器，这类柔性光电双控忆阻器虽然表现出优异的忆阻性能，但其所含铅的毒性不容忽视。为降低毒性，研究人员尝试采用铋（III）、锑（III）或锡（II）等元素替代铅（II），然而，包括锑（III）元素和铋（III）元素在内的三价阳离子，很难形成二维层状结构，锡（Ⅱ）元素则很容易被氧化为更稳定的锡（IV）。因此，亟需开发一种稳定可靠且适用于柔性场景的柔性光电双控忆阻器。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用，该柔性光电双控忆阻器在光信号刺激下表现出多种典型的光电突触可塑性，且几乎不受弯曲曲率和弯曲循环次数以及环境的影响，能够很好的应用于柔性电子产品。
本发明公开了一种柔性光电双控忆阻器，包括依次层叠设置的柔性衬底、底电极、复合功能薄膜以及顶电极，其中，所述底电极与所述顶电极的材料均选自银，所述复合功能薄膜包括层叠设置的铜基钙钛矿层以及第一疏水性聚合物层，所述顶电极层叠设置在所述第一疏水性聚合物层上，且所述顶电极不完全覆盖所述第一疏水性聚合物层。
在一实施方式中，所述复合功能薄膜还包括有第二疏水性聚合物层，所述第二疏水性聚合物层层叠设置在所述铜基钙钛矿层与所述底电极之间，所述铜基钙钛矿层与所述第二疏水性聚合物层的厚度比为1:1.4-1:2.1。
在一实施方式中，所述铜基钙钛矿层选自(C6H5CH2NH3)2CuBr4层、(CH3NH3)CuBr3层或(CH(NH2)2)2CuI4层。
在一实施方式中，所述铜基钙钛矿层与所述第一疏水性聚合物层的厚度比为1:1.4-1:2.1。
在一实施方式中，所述铜基钙钛矿层的厚度小于或等于50nm。
在一实施方式中，所述柔性光电双控忆阻器满足以下条件中的至少一个：
（1）所述柔性衬底选自柔性云母衬底、聚酰亚胺衬底或聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底；
（2）所述第一疏水性聚合物层选自聚甲基丙烯酸甲酯层、聚对二甲苯层或聚氨酯层；
（3）所述顶电极的厚度为90nm-110nm；
（4）所述底电极的厚度为90nm-110nm。
一种如上述的柔性光电双控忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
在柔性衬底表面形成底电极，所述底电极的材料选自银；
先在所述底电极的表面形成铜基钙钛矿层，然后在所述铜基钙钛矿层远离所述底电极的表面形成第一疏水性聚合物层，所述铜基钙钛矿层和所述第一疏水性聚合物层形成复合功能薄膜；以及
在所述复合功能薄膜的表面形成顶电极，所述顶电极的材料选自银，得到柔性光电双控忆阻器。
在一实施方式中，当所述铜基钙钛矿层选自(C6H5CH2NH3)2CuBr4层时，在所述底电极的表面形成铜基钙钛矿层的步骤包括：
将C6H5CH2NH3Br与CuBr2溶解在溶剂中，得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液形成于所述底电极的表面，加热退火后形成铜基钙钛矿层。
在一实施方式中，所述前驱体溶液中，所述C6H5CH2NH3Br与所述CuBr2的摩尔比为1.8:1-2.2:1，所述C6H5CH2NH3Br的质量分数为60%-68%；
及/或，加热退火的温度为70℃-80℃，时间为30min-50min。
一种如上述的铜基钙钛矿的柔性光电双控忆阻器在神经形态电路系统中的应用。
本发明提供的柔性光电双控忆阻器中，底电极与顶电极的材料均选自银，且底电极、复合功能薄膜以及顶电极依次层叠设置，其中，底电极与顶电极之间能够形成Ag导电细丝，复合功能薄膜中的铜基钙钛矿层则能够在紫外线照射下可以产生额外的电子空穴对；在外部电压的作用下，光诱导的电子空穴对分裂并沿相反方向移动，形成与所施加电场方向相同的内部电场，有助于Ag导电细丝的形成和断裂。因此，在紫外线照射下，柔性光电双控忆阻器的开关比可提升到60以上，是非紫外线照射条件下的6倍以上。由此，本发明提供的柔性光电双控忆阻器在连续紫外线刺激后，可以有效调控柔性光电双控忆阻器的电导率，实现了类似于大脑的“学习-遗忘-再学习”过程，在光信号刺激下表现出多种典型的光电突触可塑性。
另外，本发明提供的基于铜基钙钛矿材料的柔性光电双控忆阻器中，底电极、复合功能薄膜以及顶电极均具有优异的耐弯曲性，同时，复合功能薄膜中的第一疏水性聚合物层能够减少铜基钙钛矿层与水的直接接触，从而提高铜基钙钛矿层的湿度稳定性，因此，柔性光电双控忆阻器几乎不受弯曲曲率和弯曲循环次数以及环境的影响，能够很好的应用于柔性电子产品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一实施方式的柔性光电双控忆阻器的结构示意图；
图2为本发明提供的另一实施方式的柔性光电双控忆阻器的结构示意图；
图3为实施例1中铜基钙钛矿层的XRD光谱；
图4为测试例1中机械弯曲对实施例1提供的柔性光电双控忆阻器电学性能影响的测试结果；
图5为测试例2中实施例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性的测试结果；
图6为测试例3中实施例1提供的柔性光电双控忆阻器对不同形式的紫外线辐射响应特性的测试结果；
图7为测试例4中对比例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性的测试结果；
图8为测试例4中实施例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性的测试结果。
图中，10、柔性衬底；20、底电极；30、复合功能薄膜；301、铜基钙钛矿层；302、第一疏水性聚合物层；303、第二疏水性聚合物层；40、顶电极。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反的，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的第一方面，如图1所示，提供了一种柔性光电双控忆阻器，包括依次层叠设置的柔性衬底10、底电极20、复合功能薄膜30以及顶电极40，其中，底电极20与顶电极40的材料均选自银，复合功能薄膜30包括层叠设置的铜基钙钛矿层301以及第一疏水性聚合物层302，第一疏水性聚合物层302与顶电极40贴合，且顶电极40不完全覆盖第一疏水性聚合物层302。
本发明提供的柔性光电双控忆阻器中，底电极20与顶电极40的材料均选自银，且底电极20、复合功能薄膜30以及顶电极40依次层叠设置，其中，底电极20与顶电极40之间能够形成Ag导电细丝，复合功能薄膜30中的铜基钙钛矿层301则能够在紫外线照射下可以产生额外的电子空穴对；在外部电压的作用下，光诱导的电子空穴对分裂并沿相反方向移动，形成与所施加电场方向相同的内部电场，有助于Ag导电细丝的形成和断裂。因此，在紫外线照射下，柔性光电双控忆阻器的开关比可提升到60以上，是非紫外线照射条件下的6倍以上。由此，本发明提供的柔性光电双控忆阻器在连续紫外线刺激后，可以有效调控柔性光电双控忆阻器的电导率，实现了类似于大脑的“学习-遗忘-再学习”过程，在光信号刺激下表现出多种典型的光电突触可塑性。
在一实施方式中，铜基钙钛矿层301选自(C6H5CH2NH3)2CuBr4层、(CH3NH3)CuBr3层或(CH(NH2)2)2CuI4层；优选的，铜基钙钛矿层301的厚度小于或等于50nm，包括但不限于5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm，在上述范围内，铜基钙钛矿层301的厚度影响柔性光电双控忆阻器的开启电压，铜基钙钛矿层301的厚度越小，则开启电压越小。
在一实施方式中，顶电极40的厚度为90nm-110nm；底电极20的厚度为90nm-110nm；在上述范围内，顶电极40以及底电极20的厚度影响其与复合功能薄膜30之间的欧姆接触效果，顶电极40以及底电极20的厚度越大，则顶电极40以及底电极20与复合功能薄膜30之间的欧姆接触效果越好。
另外，本发明提供的基于铜基钙钛矿材料的柔性光电双控忆阻器中，底电极20、复合功能薄膜30以及顶电极40均具有优异的耐弯曲性，同时，复合功能薄膜30中的疏水性聚合物层能够减少铜基钙钛矿层301与水的直接接触，从而提高铜基钙钛矿层301的湿度稳定性，因此，柔性光电双控忆阻器几乎不受弯曲曲率和弯曲循环次数以及环境的影响，能够很好的应用于柔性电子产品。
在另一实施方式中，如图2所示，复合功能薄膜30还包括有第二疏水性聚合物层303，第二疏水性聚合物层303与铜基钙钛矿层301以及底电极20贴合，从而进一步减少铜基钙钛矿层301与水的直接接触，从而进一步提高铜基钙钛矿层301的湿度稳定性。
在一实施方式中，第一疏水性聚合物层302选自聚甲基丙烯酸甲酯层、聚酰亚胺层或聚对苯二甲酸乙二醇酯层；优选的，第一疏水性聚合物层302选自聚甲基丙烯酸甲酯层。
在一实施方式中，铜基钙钛矿层301与第一疏水性聚合物层302的厚度比为1:1.4-1:2.1，包括但不限于1:1.4、1:1.45、1:1.5、1:1.55、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:1.2、1:2.1，在上述范围内，厚度比影响柔性光电双控忆阻器的开关电压以及热稳定性，厚度比越小，则开关电压越小，厚度比越大，热稳定性越好，在一实施方式中，第一疏水性聚合物层的厚度为70nm-90nm，包括但不限于70nm、72nm、74nm、76nm、78nm、80nm、82nm、84nm、86nm、88nm或90nm。
在一实施方式中，第二疏水性聚合物层303的厚度以及种类选择均可以参考第一疏水性聚合物层302的厚度以及种类。
在一实施方式中，柔性衬底10的材料选自柔性云母衬底；厚度为40μm-60μm。包括但不限于40μm、45μm、50μm、55μm或60μm。
本发明的第二方面，提供了一种如上述的柔性光电双控忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
S10，在柔性衬底10表面形成底电极20，底电极20的材料选自银；
S20，先在底电极20的表面形成铜基钙钛矿层301，然后在铜基钙钛矿层301远离底电极20的表面形成第一疏水性聚合物层302，铜基钙钛矿层301和第一疏水性聚合物层302形成复合功能薄膜30；以及
S30，在复合功能薄膜30的表面形成顶电极40，顶电极40的材料选自银，得到柔性光电双控忆阻器。
步骤S10中，对于在柔性衬底10表面形成底电极20的方式不作限制，在一实施方式中，采用利用磁控溅射的方式在柔性衬底10表面形成底电极20，优选的，磁控溅射的工艺参数为：溅射功率为75W-85W，溅射时间为35min-45min，溅射温度为95℃-105℃，工艺压力为0.8Pa-1.2Pa。
在一实施方式中，在柔性衬底10表面形成底电极20的步骤之前，对柔性衬底10进行清洗，以去除柔性衬底10表面的沾污，清洗过程依柔性衬底10的种类而定，当柔性衬底10选自柔性云母衬底时，依次用乙醇、水对柔性云母衬底进行清洗。
步骤S20中，对于在底银电极的表面形成铜基钙钛矿层301，以及在铜基钙钛矿层301远离底电极20的表面形成第一疏水性聚合物层302的方式不作限制，在一实施方式中，当铜基钙钛矿的分子式为(C6H5CH2NH3)2CuBr4时，在第二银电极的表面形成铜基钙钛矿层301的步骤包括：
S201，将C6H5CH2NH3Br与CuBr2溶解在溶剂中，得到前驱体溶液；
S202，将前驱体溶液形成于第二电极的表面，加热退火后形成铜基钙钛矿层301。
步骤S201中，为了更好的溶解C6H5CH2NH3Br与CuBr2，优选的，溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺中的至少一种。
在一实施方式中，前驱体溶液中，C6H5CH2NH3Br与CuBr2的摩尔比为1.8:1-2.2:1，从而避免铜基钙钛矿层301中残留有C6H5CH2NH3Br或CuBr2，影响柔性光电双控忆阻器的光电性能。
在一实施方式中，C6H5CH2NH3Br在前驱体溶液中的质量分数为60%-68%，包括但不限于60%、61%、62%、63%、64%、64.33%、65%、66%、67%或68%。
步骤S202中，在将前驱体溶液形成于第二电极的表面的步骤之前，对前驱体溶液进行过滤，优选采用孔径为0.20µm-0.4μm的过滤器过滤前驱体溶液。
在一实施方式中，加热退火的温度优选为70℃-80℃，时间优选为30min-50min。
在一实施方式中，在铜基钙钛矿层301的表面形成疏水性聚合物层的步骤包括：先将聚合物溶液形成于铜基钙钛矿层301的表面，然后进行退火疏水性聚合物层。
步骤S30中，在疏水性聚合物层的表面形成第一银电极的方式不作限制，在一实施方式中，采用利用磁控溅射的方式在疏水性聚合物层的表面形成第一银电极；优选的，磁控溅射的工艺参数为：溅射功率为75W-85W，溅射时间为35min-45min，溅射温度为95℃-105℃，工艺压力为0.8Pa-1.2Pa。
本发明的第三方面，提供了一种如上述的铜基钙钛矿的柔性光电双控忆阻器在神经形态电路系统中的应用。
以下，将通过以下具体实施例对柔性光电双控忆阻器及其制备方法与应用做进一步的说明。
实施例1
将厚度为50μm的柔性云母衬底作为柔性衬底10，对柔性云母衬底依次用乙醇和去离子水进行超声清洗，以去除表面污渍，利用磁控溅射在柔性云母衬底上形成厚度为100nm的银电极作为底电极20，得到镀银云母衬底，利用紫外臭氧进一步清洁镀银云母衬底，持续时间为30分钟。
将HBr和C6H5CH2NH3按照1:1的摩尔比混合放入10mL的乙醇中，然后将混合液放入冰浴中搅拌3小时，以合成C6H5CH2NH3Br溶液。将得到的C6H5CH2NH3Br溶液放置在60℃的蒸发台上蒸发，收集白色沉淀物，并用乙醚洗涤六次。将获得的白色沉淀物在60℃的烘箱中干燥60小时。将合成的C6H5CH2NH3Br和CuBr2按照2:1的摩尔比溶解在0.2mL的N,N-二甲基甲酰胺中，以制得0.5mol/L的前驱物溶液，用孔径为0.20µm的过滤器过滤制备的前驱物溶液，并将其旋涂在镀银云母衬底上，然后在75℃的加热台上退火40分钟，形成厚度为40nm的铜基钙钛矿层301，铜基钙钛矿层301的XRD光谱如图3所示，从图3可以看出，(C6H5CH2NH3)2CuBr4的XRD特征峰与原来C6H5CH2NH3Br以及CuBr2的峰不重叠，表明在铜基钙钛矿层301中未检测到原材料残留。
将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂在铜基钙钛矿层301的表面，并在50℃下退火5分钟，形成厚度为80nm的聚甲基丙烯酸甲酯层，作为第一疏水性聚合物层302。
通过磁控溅射在聚甲基丙烯酸甲酯层的表面沉积厚度为100nm，直径为100µm的圆形的银电极作为顶电极40，得到柔性光电双控忆阻器。
测试例1
测试机械弯曲对实施例1制备得到的柔性光电双控忆阻器的电学性能的影响。测试结果如图4所示，图4中的（a）展示了处于弯曲状态的柔性光电双控忆阻器的结构示意图。柔性光电双控忆阻器的弯曲程度可以通过改变L的长度来调节，L越短，柔性光电双控忆阻器的弯曲程度就越大。图4中的（b）为L分别为16mm、12mm和8mm时，连续负向电压和正向电压扫描下的I-V（电流-电压）特性曲线，这些I-V特性曲线表明，柔性光电双控忆阻器在不同弯曲条件下仍能表现出渐变的忆阻行为。图4中的（c）为当L为16mm时，柔性光电双控忆阻器的电流在两种不同阻态下随弯曲次数的波动，从图4中的（c）中可以看出，经过500次弯曲循环后，柔性光电双控忆阻器的高阻态（HRS）和低阻态（LRS）保持相对稳定。这一结果表明，柔性光电双控忆阻器具有良好的机械柔韧性。
测试例2
测试实施例1制备得到的柔性光电双控忆阻器对紫外线（UV）辐射的响应特性，测试结果如图5所示，图5中的（a）为柔性光电双控忆阻器在无光照条件下的I-V特性曲线以及测试电路示意图，从图5中的（a）中可以看出，所有偏置电压都施加到顶电极40上，而底电极20接地，在正向电压扫描下，柔性光电双控忆阻器由高阻态（HRS）切换到低阻态（LRS），置位（SET）电压为0.25V。在负向电压扫描下，柔性光电双控忆阻器返回至低阻态，复位（RESET）电压为-0.24V。柔性光电双控忆阻器在有紫外线照射下的I-V特性曲线如图5中的（b）所示，与柔性光电双控忆阻器在无光照条件下的I-V特性曲线相比，柔性光电双控忆阻器在紫外线照射下的SET电压和RESET电压分别显著降低到0.19V和-0.2V；与柔性光电双控忆阻器在无光照条件下的I-V特性曲线相比，柔性光电双控忆阻器在紫外线照射下的工作电压较低。
图5中的（c）和5中的（d）分别显示了柔性光电双控忆阻器在有紫外线照射和没有紫外线照射时的疲劳特性和保持特性。从图5中的（c）可以看出，在有或没有紫外线照射的1000次阻变循环后，柔性光电双控忆阻器的高阻态和低阻态没有显示出显著的变化，可见，本发明提供的柔性光电双控忆阻器在紫外线照射下具有优异的储存稳定性。另外，该柔性光电双控忆阻器在没有紫外线照射的情况下进行电阻切换时，其开关比仅为10。在有紫外线照射下，开关比显著增加到60，是非紫外线照射条件下的6倍。从图5中的（d）可以看出，该柔性光电双控忆阻器在LRS和HRS下的电阻在有和没有紫外线照射的情况下均展现出高达1×104s的优异保持特性。
测试例3
通过用不同形式的紫外线照射柔性光电双控忆阻器来研究其光学性能，测试结果如图6所示。如图6中的（a）所示，当柔性光电双控忆阻器暴露于强度为4.01mW/cm2、波长为375nm的紫外线下10秒时，光电流响应迅速增加，在去掉紫外线光源的照射后，光电流逐渐降低，这证实了通过紫外线刺激可以提高柔性光电双控忆阻器的突触权重。为了进一步验证紫外线刺激诱导的光激发可塑性，对光激发的双脉冲促进作用（PPF）进行了研究，测试结果如图6中的（b）所示。与电激发的PPF行为不同，当该柔性光电双控忆阻器用两个连续的紫外线脉冲照射，宽度为2s，强度为4.01mW/cm2，与第一个紫外线脉冲相比，在第二紫外线脉冲照射期间产生的光电流响应的幅度更大。随着两个连续紫外线脉冲之间的间隔增加，光激发PPF的系数逐渐降低并接近0%。图6中的（c）所示为当固定的紫外照射时间为10秒，光强度从2.01mW/cm2逐渐增加到4.01mW/cm2时，光电流响应的变化。从图6中的（c）中可以看出，紫外线的强度与柔性光电双控忆阻器的电流响应强度之间存在正相关关系。这一结果表明，不同参数的紫外线刺激会导致突触权重的变化，从而验证了柔性光电双控忆阻器中光诱导突触可塑性的可行性。为了研究紫外线激发的忆阻行为，在该柔性光电双控忆阻器中应用连续的紫外线刺激来诱导柔性光电双控忆阻器实现从短期记忆到长期记忆的转变。图6中的（d）所示为该柔性光电双控忆阻器在持续时间为5秒、强度为4.01mW/cm2的四个连续紫外刺激下的光电流响应。从图6中的（d）中可以看出，在连续四次紫外线刺激后，柔性光电双控忆阻器的电导率增加到一定值，这模拟了大脑通过后续刺激逐渐加深记忆的生理行为。这个过程类似于大脑的“学习-遗忘-再学习”过程。
对比例1
对比例1参照实施例1进行，不同之处在于，将顶电极替换为铂电极。
测试例4
测试实施例1、对比例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性，对比例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性如图7所示，实施例1提供的柔性光电双控忆阻器对紫外线辐射响应特性如图8所示。
如图7所示，对比例1提供的柔性光电双控忆阻器仅有低电阻状态和高电阻状态这两种电阻状态。相比之下，实施例1提供的柔性光电双控忆阻器的I-V特性曲线也发生了变化，从图8中的（a）可以看出，在正负电压扫描下，柔性光电双控忆阻器的电流连续缓慢变化，这种缓慢调节是在突触仿生中实现双向电导率调节的重要基础。为了进一步展示实施例1提供的柔性光电双控忆阻器在直流扫描模式下可连续调节的电学性能，在正负电压方向上进行了四次连续扫描，测试结果如图8中的（b）和图8中的（c）所示；其中，图8中的（b）展示了施加四次连续正扫描电压后柔性光电双控忆阻器的I-V特征曲线，从图8中的（b）中可以看出，柔性光电双控忆阻器的电流随着扫描次数的增加而逐渐增大。图8中的（c）展示了施加四次连续负扫描电压后柔性光电双控忆阻器的I-V特征曲线，从图8中的（c）中可以看出，在负扫描电压的作用下，柔性光电双控忆阻器的电流随着扫描次数的增加而减小，上述结果表明，该柔性光电双控忆阻器的电导在直流电压扫描下可以双向调节。图8中的（d）展示了实施例1提供的柔性光电双控忆阻器的耐久性，从图8中的（d）中可以看出，即使在连续1000次循环后，高电阻状态和低电阻状态的电阻值也没有明显波动。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柔性光电双控忆阻器，其特征在于，包括依次层叠设置的柔性衬底、底电极、复合功能薄膜以及顶电极，其中，所述底电极与所述顶电极的材料均选自银，所述复合功能薄膜包括层叠设置的铜基钙钛矿层以及第一疏水性聚合物层，所述顶电极层叠设置在所述第一疏水性聚合物层上，且所述顶电极不完全覆盖所述第一疏水性聚合物层；其中，所述铜基钙钛矿层的厚度小于或等于50nm，所述顶电极的厚度为90nm-110nm，所述底电极的厚度为90nm-110nm。
2.根据权利要求1所述的柔性光电双控忆阻器，其特征在于，所述复合功能薄膜还包括有第二疏水性聚合物层，所述第二疏水性聚合物层层叠设置在所述铜基钙钛矿层与所述底电极之间，所述铜基钙钛矿层与所述第二疏水性聚合物层的厚度比为1:1.4-1:2.1。
3.根据权利要求1所述的柔性光电双控忆阻器，其特征在于，所述铜基钙钛矿层选自(C6H5CH2NH3)2CuBr4层、(CH3NH3)CuBr3层或(CH(NH2)2)2CuI4层。
4.根据权利要求1所述的柔性光电双控忆阻器，其特征在于，所述铜基钙钛矿层与所述第一疏水性聚合物层的厚度比为1:1.4-1:2.1。
5.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的柔性光电双控忆阻器，其特征在于，所述柔性衬底选自柔性云母衬底、聚酰亚胺衬底或聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底。
6.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的柔性光电双控忆阻器，其特征在于，所述第一疏水性聚合物层选自聚甲基丙烯酸甲酯层、聚对二甲苯层或聚氨酯层。
7.一种如权利要求1至权利要求6任一项所述的柔性光电双控忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在柔性衬底表面形成底电极，所述底电极的材料选自银；
先在所述底电极的表面形成铜基钙钛矿层，然后在所述铜基钙钛矿层远离所述底电极的表面形成第一疏水性聚合物层，所述铜基钙钛矿层和所述第一疏水性聚合物层形成复合功能薄膜；以及
在所述复合功能薄膜的表面形成顶电极，所述顶电极的材料选自银，得到柔性光电双控忆阻器。
8.根据权利要求7所述的柔性光电双控忆阻器的制备方法，其特征在于，当所述铜基钙钛矿层选自(C6H5CH2NH3)2CuBr4层时，在所述底电极的表面形成铜基钙钛矿层的步骤包括：
将C6H5CH2NH3Br与CuBr2溶解在溶剂中，得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液形成于所述底电极的表面，加热退火后形成铜基钙钛矿层。
9.根据权利要求8所述的柔性光电双控忆阻器的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中，所述C6H5CH2NH3Br与所述CuBr2的摩尔比为1.8:1-2.2:1，所述C6H5CH2NH3Br的质量分数为60%-68%；
及/或，加热退火的温度为70℃-80℃，时间为30min-50min。
10.一种如权利要求1至权利要求6任一项所述的铜基钙钛矿的柔性光电双控忆阻器在神经形态电路系统中的应用。
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