ACS Appl. Mater. Interfaces：基于Ti3C2MXene氧化物納米片的電阻記憶和突觸學(xué)習(xí)應(yīng)用
一、文章概述
MXene是一種新的二維(2D)納米材料，因其優(yōu)良的電氣、機械和化學(xué)支撐而引起了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大興趣。然而，基于mxene的器件工程很少被報道。在本研究中，作者通過工程頂部電極，探索了Ti3C2MXene在數(shù)字和模擬計算中的應(yīng)用。為此，采用簡單的化學(xué)工藝合成了Ti3C2MXene，利用各種分析工具研究了其結(jié)構(gòu)、組成和形態(tài)特性。最后，作者探討了其在雙極電阻開關(guān)(RS)和突觸學(xué)習(xí)設(shè)備中的潛在應(yīng)用。深入研究了頂部電極(Ag、Pt和Al)對Ti3C2mxene基存儲器件的RS特性的影響。與Ag和Pt頂部的電解基裝置相比，Al/Ti3C2/Pt器件表現(xiàn)出更好的RS，操作更可靠。因此，作者選擇了Al/Ti3C2/Pt記憶器件來模擬增強和抑制突觸特性，以及基于峰值時間依賴的可塑性的Hebbian學(xué)習(xí)規(guī)則。
二、圖文導(dǎo)讀
圖1.(a)Ti3AlC2和Ti3C2MXene的XRD和拉曼光譜。
上圖中，(a)是Ti3AlC2(HF蝕刻前)和Ti3C2MXene(HF蝕刻后)的光譜；(b)是在5−10°的2θ范圍內(nèi)的XRD光譜；(c)是Ti3AlC2和Ti3C2MXene的拉曼光譜。
圖2.Ti3C2納米片的SEM、EDS元素圖以及EDS圖譜。
圖3 .Ti3C2MXene器件的電極依賴性和內(nèi)存保留性。
圖4.突觸特性和基于STDP的增強和抑制。
圖5.Ag/Ti3C2/Pt、Pt/Ti3C2/Pt和Al/Ti3C2/Pt器件可能的絲狀RS機制。
三、全文總結(jié)
綜上所述，我們研究了不同TEs對Ti3C2MXene記憶細胞RS特性的影響，并使用優(yōu)化后的設(shè)備來模擬突觸特性。電學(xué)表征結(jié)果表明，Al/Ti3C2/Pt存儲器件的RS性能優(yōu)于Ag/Ti3C2/Pt和Pt/Ti3C2/Pt內(nèi)存設(shè)備。有趣的是，所有基于mxene的設(shè)備都表現(xiàn)出雙值q−φ行為，表明具有主要的記憶效應(yīng)。與其他兩種器件相比，Al/Ti3C2/Pt記憶器件表現(xiàn)出良好的記憶窗口、RS期間的適度變化和良好的記憶保留能力。
文章鏈接：
https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c19028
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