一种基于Ti3C2-MXene/电解质结构的人工突触器件的制备方法与流程

文档序号:23344628发布日期:2020-12-18 16:44阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为该方法包括如下步骤:

1)将衬底经丙酮和异丙醇(ipa)依次超声清洗;再用异丙醇热蒸汽熏蒸衬底表面5秒~3分钟,然后用n2将其表面吹干;

2)将ti3alc2刻蚀、洗涤、干燥以后得到的粉末加入到溶剂中,在磁力搅拌下形成质量分数为5-50%的溶液,然后经过转速为1000~4000rpm的离心分离,离心时间3~5分钟,离心后取上层清液作为ti3c2-mxene分散液;

3)将步骤1)所得硅衬底清洗后,取步骤2)中配置的ti3c2-mxene分散液于所得的硅衬底上,旋涂,涂膜结束后将其置于加热板上,退火温度30-150℃,退火时间5-60min,退火后冷却至室温,在硅衬底上获得ti3c2-mxene薄膜;每平方厘米硅衬底旋涂10-500μl分散液;

4)构筑聚合物电解质薄膜:

在步骤3)所得获得的ti3c2-mxene薄膜上滴加聚合物电解质溶液,然后旋涂,再将其置于加热板上,退火温度30-150℃,退火5-60min,退火后冷却至室温,在ti3c2-mxene薄膜上得到该聚合物电解质薄膜;

其中,每平方厘米薄膜上旋涂1μl-500μl聚合物电解质;聚合物电解质溶液的浓度为0.01g/ml-1g/ml;

5)蒸镀电极,利用掩模板,在步骤4)获得的该聚合物电解质薄膜的表面上蒸镀金属电极,制备得到基于mxene的两端人工突触电子器件;所述的金属电极呈陈列分布,厚度为80-150nm。

2.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为步骤2)中ti3alc2刻蚀、洗涤、干燥以后得到的粉末的制备方法,包括以下步骤:将碳钛化铝材料(ti3alc2)浸没在含有氟化锂的盐酸中搅拌6~36小时,然后剥离、收集刻蚀后的产物,经烘干,得到粉末材料;盐酸的浓度为1~10m,每10ml盐酸加入0.3~0.9g氟化锂、0.5~2gti3alc2。

3.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为步骤3)中所述的清洗是紫外臭氧清洗机中处理;所述的旋涂为用移液枪取步骤2)中ti3c2-mxene的分散液于硅衬底上,以200-2000r·min-1的转速旋涂5-50s;

步骤4)中所述的旋涂是用移液枪取聚合物电解质溶液于步骤3)所得的ti3c2-mxene薄膜的硅衬底上,以200-2000r·min-1的转速旋涂5-50s。

4.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为步骤2)中的溶剂为乙醇或n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或去离子水。

5.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为步骤5)中的金属电极为金电极、铝电极或银电极。

6.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为所述的聚合物电解质具体为锂盐-聚环氧乙烷(li-peo)、锂盐-聚乙烯醇(li-pva)、钠盐-聚乙烯醇(na-pva)或钠盐-聚环氧乙烷聚合物电解质(na-peo)。

7.如权利要求1所述的基于ti3c2-mxene/电解质结构的人工突触器件的制备方法,其特征为衬底为硅衬底、导电玻璃基底或不锈钢基底。


技术总结
本发明为一种基于Ti3C2‑MXene/电解质结构的人工突触器件的制备方法。该方法包括如下步骤:1)用异丙醇热蒸汽熏蒸衬底表面;2)将Ti3C2‑MXene分散液于所得的硅衬底上,旋涂,退火后获得Ti3C2‑MXene薄膜;3)在Ti3C2‑MXene薄膜构筑聚合物电解质薄膜:4)在聚合物电解质薄膜的表面上蒸镀金属电极,制备得到基于Ti3C2‑MXene的两端人工突触电子器件;本发明得到的Ti3C2‑MXene薄膜本身能够收纳多种类的碱金属离子,可以调节器件在脉冲作用后的突触后电流,特别是可以通过Ti3C2‑MXene/电解质结构的突触器件实现更为灵敏的脉冲响应。

技术研发人员:徐文涛;卫欢欢;于海洋;龚江东;倪尧
受保护的技术使用者:南开大学
技术研发日:2020.09.23
技术公布日:2020.12.18
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