由于冯·诺依曼瓶颈和摩尔定律的局限性,具有低功耗,可扩展性和高速性的新型神经形态架构和存储技术备受关注。忆阻器是一个两端突触设备,在神经形态计算和信息存储应用中显示出强大的功能。具有高缺陷迁移速度和低缺陷迁移势垒的活性材料对于高性能忆阻器非常有前途。具有点缺陷(例如,间隙,空位和倒位)的卤化钙钛矿材料在忆阻器中具有强大的应用潜力。在综述中,中科院半导体研究所程传同研究员等回顾了具有出色性能的卤化钙钛矿忆阻器的最新进展,包括电学忆阻器和光学忆阻器。此外,综述中还详细的介绍了卤化钙钛矿材料的特性和器件的制备方法。
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。
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。
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
Full Text
(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)
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
卤化钙钛矿材料在忆阻器中的应用
本站小编 Free考研/2020-05-25
相关话题/材料 结构
中国科大在新型拓扑材料外尔半导体研究中取得进展
在新型量子材料中,具有特殊能带结构的拓扑材料也兼具新奇电子输运特性。相关研究不仅可以加深对于拓扑物态的理解,更有望推动新型高性能电子学器件的发展。一个典型的代表是目前引起广泛关注的外尔半金属体系,其输运研究往往表现出超大非饱和磁阻、平行磁场下的负磁阻效应、平面霍尔效应等诸多特性,而表面外尔弧更是提供 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25莫特相变前二维材料中新的光学增益机制
半导体中激子以及与其相关的各种复合体之间的相互转化过程不仅是凝聚态物理的核心问题,也是半导体发光器件的物理基础。传统半导体需经历莫特相变后处于电子-空穴等离子体态才能提供光学增益,通常载流子密度须达到1012-1013/cm2,因而需要极高外界泵浦注入,是造成半导体激光高阈值的主要原因之一,严重限制 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25专家视点|魏钟鸣研究员:基于杂化材料的柔性传感器
基于杂化材料的柔性传感器近年来,柔性传感器的发展受到了科研人员和工业界的广泛关注。因为采用的传感器相比,柔性传感器不需要使用硬质的塑料和金属部件,可以和非平面表面(复杂形状的物体或生物表面)交互,极大地拓宽了传感器的性能和应用范围。但是,单一材料的固有特性有时候会限制柔性传感器的进一步发展。为了能够 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25宁波材料所在柔性白光发射显示材料方面取得新进展
柔性白光发射材料在柔性照明、柔性显示和生物传感器等方面具有重要应用前景。现有的制备策略主要是在蓝色背光源上涂覆黄色荧光粉或有机发光小分子凝胶,通过蓝光和黄光的叠加获得白光。然而无机材料通常又脆又硬,荧光粉和基底之间的结合强度也不足,导致柔性器件的延展性和柔韧性大大受限;而有机发光小分子凝胶涂层的机械 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25钙钛矿材料在光解水中的应用
光解水是解决当前能源和环境问题的最理想方式之一,然而成本和效率问题极大的阻碍了其产业化进程。在已开发的光催化体系中,基于钙钛矿材料(如SrTiO3, BiFeO3,BaTiO3等)的光催化体系越来越受到人们的关注,主要由于钙钛矿材料具有高稳定性、高催化活性、优越的结构灵活性和简易性(图1),从而可以 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25微电子所在二维材料异质结构光电器件研究中取得进展
半导体光伏结构因其能够有效地将太阳能转化为电能,被认为是实现清洁能源的重要途径。然而早在1961年,美国科学家肖克莱、德国科学家凯赛尔便提出光伏单元的效率由于难以避免的损耗而存在理论极限。其中,由于光子吸收和再辐射导致的自发辐射损耗最为关键,这种损耗正比于自发辐射立体角和太阳光立体角的比值。太阳光的 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25深圳先进院等研发出新型低成本环保钠电正极材料
近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其团队成员联合泰国国立同步辐射光源研究所成功研发出一种新型钠离子电池正极材料。该正极材料成本低廉,并且环境友好,此项工作对开发低成本环保型电极材料及储能器件具有重要借鉴意义。相关研究成果A low-cost and environm ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25福建物构所自驱动光电探测铁电晶体材料研究获新进展
新一代光电探测器件中,外置电源一直是制约系统性能与器件小型化的关键瓶颈。因此,无需电源模块的自驱动光电探测在下一代便携式、节能光电器件中展现出广阔的应用前景。相比于传统的p-n结/异质结半导体材料,铁电材料提供了一种简单有效实现自驱动光电探测的方式。光辐射下,单相铁电材料内部产生光生电子空穴对,光生 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25新型二维原子晶体材料单层二硒化钒的“一维图案化” 及其功能化研究获进展
二维原子晶体材料的功能化对实现其在光电、催化、新能源以及生物医学等领域中的应用具有重要意义。在实现二维材料功能化方面,结构图案化调控是其中一个重要手段。之前,人们利用电子/离子束刻蚀、元素掺杂等手段实现了二维材料的图案化。图案化的二维材料则呈现出了许多新的物理性质,例如“纳米网状”石墨烯的半导体特性 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25微纳结构单模激光研究取得进展
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所激光与红外材料实验室研究员张龙、董红星领衔的微结构与光物理研究团队与南京晓庄学院、中国科学院上海技术物理研究所等国内研究机构合作在微纳单模激光研究领域取得新进展。该团队创新提出并制备了一种新型全无机钙钛矿RbPbBr3材料,通过理论模拟与实验解析了钙钛矿材料的相 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25