新型Ti_(3)C_(2)MXene的化学制备及基于MXene忆阻器特性与机理

作     者：王钰琪 张缪城 徐威 沈心怡 高斐 朱家乐 万相 连晓娟 许剑光 童祎 Yuqi Wang;Miaocheng Zhang;Wei Xu;Xinyi Shen;Fei Gao;Jiale Zhu;Xiang Wan;Xiaojuan Lian;Jianguang Xu;Yi Tong

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023 盐城工学院材料科学与工程学院江苏盐城224051 新加坡科技设计大学工程产品开发系新加坡487372 

基　　金：国家自然科学基金(61704088,61874059,21671167) 中国博士后科学基金(2018M642290) 江苏省研究生创新计划(SJCX19_0256) 江苏省重点人才工程(SZDG2018007,TJ218001)资助项目 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2022年第38卷第3期

页      码：15-22页

摘      要：阻变器件是一种微电子器件,具有阻值可在两个甚至两个以上的阻态之间重复变化的特点。忆阻器作为新型的阻变器件,具有可连续变化的丰富阻态。近年来因其具备简单的二端结构、高集成度以及低工作电压等特性,在新型非易失性存储以及构建神经形态系统等方面被广泛研究。但其在实现应用的过程中仍存在着稳定性较差等问题。近期一些工作证明了二维材料如氧化石墨烯在优化忆阻器性能方面具备良好的应用潜力。MXene是一种具备类似石墨烯结构的新型二维过渡金属碳/氮化物,因其具备二维层状结构显现出特殊的力学以及电学特性,有望应用于忆阻器中以提高器件的电学性能。在本文中,我们通过化学湿法刻蚀制备了Ti_(3)C_(2)粉末,通过旋涂工艺在忆阻器结构中引入Ti_(3)C_(2)薄膜。Ti_(3)C_(2)MXene与SiO_(2)同时作为忆阻器阻变层,制备了Cu/Ti_(3)C_(2)/SiO_(2)/W结构的忆阻器,并且对其相关电学特性进行了探究。在该器件上,通过实验测得忆阻器典型的开关特性曲线并在双向直流电压下针对高、低阻态的可重复性、稳定性进行了实验。结果表明该器件能够在100个扫描循环过程中保持稳定的高、低阻态达到10^(4) s以上。同时,该器件状态能够受脉冲电压调节,实现突触间典型的双脉冲易化行为。实验结果表明基于Ti_(3)C_(2)MXene的忆阻器将有望应用于构建新兴存储设备以及人工神经形态系统。

主 题 词：阻变器件 忆阻器 湿法刻蚀 MXene 导电特性 导电机理 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.3866/PKU.WHXB201907076

馆 藏 号：203108916...