武漢光電中心丨一種新型的憶阻器架構——基於二維資料WS2/MoS2異質結的憶阻器模型

二維資料WS₂/MoS₂異質結憶阻器光學照片（左上圖）以及多次迴圈電學性能測試（右上圖）；WS₂/MoS₂異質結憶阻器在外加電壓作用下硫離子的運動（下圖）。

憶阻器（memristor）作為一種能够類比突觸功能的兩端電子元器件，被看作是突破傳統馮·諾依曼電腦架構的關鍵器件之一。而在眾多的憶阻資料體系中，基於二維資料的憶阻器器件在低功耗、高集成密度和柔性可穿戴等方面具有十分明顯的優勢。然而，現階段的二維資料憶阻器架構仍以傳統的三明治堆疊架構（metal-insulator-metal，MIM）為主，其器件的效能由於憶阻通道在原子層形成和熔斷對資料本身可能造成不可逆的損傷而變得十分不穩定。針對該問題，熊偉教授課題組首次採用二維資料WS₂/MoS₂異質結結構（metal-heterojunction-metal，MHM）實現了較為穩定的憶阻器製備。與傳統的MIM結構不同的是，異質結憶阻器的阻變主要是由硫離子在外加電壓的作用下在異質結界面能帶結構的變化導致的。最終成功實現了開關比高達10⁴、迴圈次數超過120次的WS₂/MoS₂異質結憶阻器，相較於採用相同方法製備的單一層WS₂或者MoS₂憶阻器而言效能有著較大提高。這種基於MHM結構的二維資料異質結憶阻器不僅可以實現器件的高密度集成，而且可以有效提高二維資料憶阻器的穩定性，在未來資料存儲和人工智慧類腦計算系統上具有十分廣闊的前景。

相關工作發表在Nanoscale，2021，Advance Article.（https://doi.org/10.1039/D1NR01683K）上，第一作者為張文廣博士和高輝博士後，熊偉教授為通訊作者。該工作受到國家自然科學基金專案（61774067）、中央高校基本科研業務費專項資金（HUST:2018KFYXKJC027）和中國博士後基金（2017M622417）等的支持。

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