忆阻器是什么，有什么作用

很多朋友对忆阻器是什么，有什么作用不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

忆阻器是一种电阻开关，它基于“记忆”施加电压或电流的历史来动态改变其内阻状态。由于其超小的尺寸、极快的擦除速度、超长的擦除寿命、多电阻开关特性和良好的CMOS兼容性，忆阻器被视为未来存储和类脑计算(神经形态计算)技术的重要候选。

然而，基于传统氧化物材料的忆阻器在高温高压等恶劣环境下会失效，远远不能满足航空航天、军事、油气勘探等应用对电子元器件耐热性的需求。因此，寻找新的材料和结构来提高忆阻器在恶劣环境下的可靠性是一个重要的挑战。

近年来，南京大学物理学院缪峰教授研究组围绕二维材料电子器件的应用开展了系统的工作，在场效应电子器件、红外光电探测器等领域取得了一系列成果。

目前，他们和科研合作团队利用二维层状硫化钼(二硫化钼)和石墨烯形成三明治范德华异质结，在国际上首次实现了基于全二维材料的高鲁棒性电阻器，可以承受超高温和强应力，是推动忆阻器在高温电子器件及相关技术领域应用的重要一步。

本工作选择氧硫化钼(MoS2)和石墨烯分别作为忆阻器的介质层和电极材料，制备了三明治异质结构。团队首先通过机械剥离法获得二硫化钼和石墨烯薄膜的样品，将二硫化钼薄膜加热氧化得到硫化钼。

然后将石墨烯、MoSO _ 2和石墨烯堆叠在一起，形成具有原子平坦度界面的范德华异质结(图A)。这样高质量的接口是基于传统氧化物材料的忆阻器无法实现的。测试结果表明，这种基于全二维材料的异质结可以实现非常稳定的开关：可擦除次数超过1000万次(图B，107)，擦除速度小于100 ns，具有良好的非挥发性。

研究小组发现，这种结构的忆阻器可以在高达340的温度下稳定工作，并保持良好的开关性能(图C和图D)，创下了忆阻器工作温度的新纪录(之前公布的最高纪录是200)。团队利用透射电镜原位观察，发现忆阻器的热阻来自硫化钼的超高热稳定性，进一步清晰揭示了忆阻器中基于氧离子迁移的工作机制。

结果表明，忆阻器中的导电通道在开关过程中得到了具有超高热稳定性的单晶石墨烯和层状硫化钼的良好保护，保证了导电通道在高温擦除过程中的稳定性。最后，团队将忆阻器放置在柔性衬底聚酰亚胺上，发现该器件在超过0.6%的变形应力下拉伸1200次后仍能稳定工作。

该作品于2018年2月5日发表在期刊《基于层状二维材料的高鲁棒性忆阻器》(Nature Electronics Doi:10.1038/s 41928-018-0021-4)上，标题为《自然电子学》(基于分层二维材料的鲁棒纪念馆)。南京大学物理学院博士生王淼、现代工程与应用科学学院博士生蔡松华为共同第一作者，缪峰教授、现代工程与应用科学学院王鹏教授、美国麻省大学杨建华教授为共同作者。

这项研究工作不仅展示了二维层状材料异质结构在忆阻器领域的巨大应用前景，也对未来极端环境下电子元器件的设计和研究具有重要的指导意义。同时也指出，由于二维材料的异质结构可以结合不同二维材料的优良特性，这也为人们提供了一种可能的通用途径来解决电子器件在其他领域的技术挑战。

本研究得到了微结构科学与技术协同创新中心的支持，得到了国家杰出青年科学基金、科技部国家重大科学研究计划(青年科学家专题)、江苏省杰出青年科学基金和国家自然科学基金的资助。

《自然电子学》官网截图及基于二维材料的高温忆阻器：(一)器件结构示意图；(b)器件在下一次脉冲电压操作时的稳定开关性能；(c)装置在20~340温度范围内的开关曲线；(d)器件分别在100、200和300的高温下具有1000次稳定的开关性能。

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