基于二维材料的可耐受超高温忆阻器

zuinian

       忆阻器，是一种基于“记忆”外加电压或电流历史而动态改变其内部电阻状态的电阻开关。由于拥有超小的尺寸，极快的擦写速度，超高的擦写寿命，多阻态开关特性和良好的CMOS兼容性，忆阻器被业内视为可应用在未来存储和类脑计算（神经形态计算）技术的重要候选者。然而，基于传统氧化物材料的忆阻器在高温和承受压力等恶劣环境下，会出现器件的失效，远远无法满足航空航天、军事、石油和天然气勘探等应用中对于电子元件耐热性的需求。因此，寻找新材料和新结构来提升忆阻器在恶劣环境下工作的可靠性成为忆阻器研究的一个重要挑战。

         近日，来自南京大学的缪峰教授课题组及其合作团队（南大王鹏教授、马萨诸塞大学杨建华教授等）在Nature子刊Nature Electronics上发表题为“Robust memristors based on layered two-dimensional materials”的文章。该文章报道了一种利用二维层状硫氧化钼（氧化二硫化钼）以及石墨烯构成三明治结构的范德华异质结，测试结果显示这种基于全二维材料的异质结能够实现非常稳定的开关：可擦写次数超过千万次（107），擦写速度小于100 ns，并且拥有很好的非挥发性。团队发现该结构的忆阻器能够在高达340℃的温度下稳定工作并且保持良好的开关性能，创下了忆阻器工作温度的新记录（此前发表的最高记录为200℃）。该工作在世界上首次实现了基于全二维材料的、可耐受超高温和强应力的高鲁棒性忆阻器，为推动忆阻器在高温电子器件和相关技术领域的应用迈出重要一步。