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上科大劉巍教授課題組 Nano Lett.: 基于穩(wěn)定金屬絲開關(guān)的高性能柔性聚合物憶阻器
2022-08-28  來源:高分子科技

  隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新信息技術(shù)的快速發(fā)展,計算與存儲分離的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)在功耗和運行速度方面已難以滿足需求。模擬人腦突觸結(jié)構(gòu)、發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算被認為是克服馮·諾依曼瓶頸更為有效的計算體系結(jié)構(gòu);诮饘俳z開關(guān)的有機聚合物憶阻器被認為是實現(xiàn)柔性非易失性存儲以及類神經(jīng)計算的最佳候選之一。然而,該類憶阻器在工作過程中導電金屬絲的不穩(wěn)定性極大的限制了其進一步的發(fā)展和實際應(yīng)用。


  基于此,上?萍即髮W物質(zhì)學院劉巍教授團隊提出,通過在聚合物PEI,聚乙烯亞胺)介質(zhì)層中預先摻入活性金屬離子Ag+,AgClO4),可引導幫助形成更為穩(wěn)定可靠的金屬絲通路,防止其在循環(huán)過程中自發(fā)斷開,極大地提升了憶阻器的循環(huán)穩(wěn)定性。優(yōu)化后的Ag/PEIAgClO4/Pt憶阻器可以在更小的工作電壓下實現(xiàn)更長久且穩(wěn)定的循環(huán),其開關(guān)比始終保持在約103。更為引人注目的是,不同于Ag/PEI /Pt體系的易失性,Ag/PEIAgClO4/Pt體系即使是在斷開外部電壓后,其阻值也仍可保持超過7000 s不發(fā)生改變,這為非易失性存儲帶來了希望。除此之外,該聚合物憶阻器還可在彎折狀態(tài)或是經(jīng)歷過數(shù)百次彎折后仍表現(xiàn)出穩(wěn)定的阻值切換性能,有望應(yīng)用于柔性存儲計算器件領(lǐng)域。 


1. PEI基憶阻器工作機理示意圖 


2. 材料表征及Ag/PEI- AgClO4/Pt器件制備 


3. Ag/PEI /Pt體系與Ag/PEI- AgClO4/Pt體系的阻態(tài)切換性能對比 


4. Ag/PEI- AgClO4/Pt柔性器件性能表征 


5. Ag/PEI- AgClO4/Pt器件阻值轉(zhuǎn)換機理示意圖


  以上相關(guān)工作以High-Performance Flexible Polymer Memristor Based on Stable Filamentary Switching為題發(fā)表在國際知名學術(shù)期刊《Nano Letters》上DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02765。論文通訊作者為上海科技大學物質(zhì)科學與技術(shù)學院劉巍教授,第一作者為課題組博士研究生張鑫水。上海科技大學為第一完成單位。


  原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.2c02765

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(責任編輯:xu)
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