迄今为止,已经使用了各种材料来制造忆阻器,包括金属氧化物,有机物,硫族化合物,尤其是卤化物钙钛矿。卤化物钙钛矿也已成功用于发光二极管,场效应晶体管和光电探测器。由于卤化物钙钛矿中的混合离子-电子传导行为允许卤化物抗衡离子在施加的光,电场或热场下移动,因此卤化物钙钛矿非常适合忆阻器应用。
该综述对卤化物钙钛矿在忆阻器中的应用进行了分析,详细的介绍了忆阻器的分类,阻变机制和导电机制。对卤化物钙钛矿材料在电学忆阻器,光学忆阻器,人工突触等应用也进行了详细的解释。
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图1:忆阻器的器件结构,特性和机制。
(a)四个基本电路元件。(b)忆阻器模型。(c)Au/MAPbI3-xClx/ITO结构的示意图。(d)Ta/Ta2O5:Ag/Ru结构的典型的电流-电压突变曲线。(e)垂直结构Au/MAPbI3/PEDOT:PSS/ITO的示意图和忆阻器的暗电流。(f)突触工作原理示意图。(g)电化学金属化机制处于ON和OFF状态的原子开关图。(h)价变化机制引起的电阻切换行为的示意图。(i)TiN/SiO2/Si结构的肖特基势垒示意图。
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图2:卤化物钙钛矿材料的特性:(a)可调的带宽。(b)结构可变。(c)高载流子迁移率。(d)良好的光吸收。(e)超高柔韧性。
基于卤化钙钛矿忆阻器的快速发展表明,由于卤化钙钛矿新颖的结构和卓越的性能,有望在忆阻器的应用中大放光彩。另外,卤化钙钛矿可以在衬底上轻松合成,因此适合与硅CMOS集成电路进行单片集成,这将为基于纳米卤化钙钛矿的忆阻器与CMOS电子电路集成提供机会,以用于信息存储和神经形态计算应用。
The application of halide perovskites in memristors
Gang Cao, Chuantong Cheng, Hengjie Zhang, Huan Zhang, Run Chen, Beiju Huang, Xiaobing Yan, Weihua Pei, Hongda Chen
J. Semicond. 2020, 41(5): 051205
doi: 10.1088/1674-4926/41/5/051205
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(来源:半导体学报2020年第5期—钙钛矿半导体光电材料与器件专刊)