用于神经形态学计算的低能耗、高稳定性2D-3D钙钛矿忆阻器（英文）

摘要

近年来,有机-无机卤化物钙钛矿在忆阻器和人工突触器件等电子器件中的应用取得了快速进展.由于其离子迁移特性和制造上的优势,有机-无机卤化物钙钛矿有望成为下一代计算设备的候选材料.本文采用ITO/FA1-yMAyPbI3-xClx/（PEA）2PbI4/Au的叠层结构,研究了2D-3D有机-无机杂化钙钛矿忆阻器.结果表明,这种新型忆阻器具有新颖的电阻开关特性,如扫描速率相关的电流开关特性、良好的电流-电压曲线重复性和超低能耗.利用p-i-n结模型证实了缺陷调制电子隧穿机制,并证明了忆阻器件的电导状态由电极侧附近钙钛矿薄膜中的缺陷浓度决定.除了良好的忆阻特性外,这种2D-3D钙钛矿型忆阻器还可以很好地用作人工突触,其内部缺陷运动可以真实地模拟生物突触中Ca2+的流入和挤出.此外,由于有机-无机卤化物钙钛矿中的可切换p-i-n结构,这种基于钙钛矿的人工突触具有超低功耗.我们的发现展示了2D-3D钙钛矿忆阻器在未来神经形态计算系统中的巨大应用潜力.

关键词