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上科大劉巍教授課題組 Nano Lett.: 基于穩定金屬絲開關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、物聯網等新信息技術的快速發展,計算與存儲分離的馮·諾依曼結構在功耗和運行速度方面已難以滿足需求。模擬人腦突觸結構、發展神經網絡計算被認為是克服馮·諾依曼瓶頸更為有效的計算體系結構。基于金屬絲開關的有機聚合物憶阻器被認為是實現柔性非易失性存儲以及類神經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定性極大的限制了其進一步的發展和實際應用。


  基于此,上海科技大學物質學院劉巍教授團隊提出,通過在聚合物PEI,聚乙烯亞胺)介質層中預先摻入活性金屬離子Ag+AgClO4),可引導幫助形成更為穩定可靠的金屬絲通路,防止其在循環過程中自發斷開,極大地提升了憶阻器的循環穩定性。優化后的Ag/PEIAgClO4/Pt憶阻器可以在更小的工作電壓下實現更長久且穩定的循環,其開關比始終保持在約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或是經歷過數百次彎折后仍表現出穩定的阻值切換性能,有望應用于柔性存儲計算器件領域。 


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器件阻值轉換機理示意圖


  以上相關工作以High-Performance Flexible Polymer Memristor Based on Stable Filamentary Switching為題發表在國際知名學術期刊《Nano Letters》上DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02765論文通訊作者為上海科技大學物質科學與技術學院劉巍教授,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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