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采用交叉堆叠氧化物/金属/氧化物电极层的高度柔性透明忆阻器件

DOI:10.1021/acsami.8b17700 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 柔性透明忆阻器件(FT-忆阻器)被视为未来非易失性存储器的潜力候选者。要实现这类器件,关键在于制备柔性透明导电电极(TCEs)。然而传统TCEs材料如氧化铟锡、氧化镓锌和氧化铟锌既缺乏柔韧性,又需高温退火才能获得高导电性与光学透过率。本研究在聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底(PET)上无需任何退火工艺,采用交叉堆叠的氧化物/金属/氧化物电极层结构(即ZnO/Ag/ZnO+ZnO/Ag/ZnO和Al2O3/Ag/Al2O3+Al2O3/Ag/Al2O3),成功制备了基于Ag/ZnO/Ag与Ag/Al2O3/Ag的FT-忆阻器。这两种PET基FT-忆阻器均展现出优异特性:可见光区透过率>86%、开关比>103、数据保持时间>10?秒。在8.1毫米弯曲半径下经历2500次弯折后,PET衬底上的器件仍保持高度稳定的柔性特性。最后通过透射电镜图像和飞行时间二次离子质谱分析,我们揭示了这些器件的开关机制。
作者: Byeong Ryong Lee,Ju Hyun Park,Tae Ho Lee,Tae Geun Kim
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研究概述 实验方案 设备清单

开发无需退火工艺、采用交叉堆叠氧化物/金属/氧化物电极层的高度柔性透明忆阻器件,用于柔性透明非易失性存储器应用。

使用交叉堆叠的ZAZ和AAA透明导电电极(TCEs)在PET基底上制备的FT-ReRAM器件展现出高透光率、大开关比、长保持时间以及优异的机械柔韧性(经多次弯折后仍保持良好性能)。通过TEM和SIMS分析确定了其开关机制:基于ZAZ的器件涉及氧空位,而基于AAA的器件则涉及银离子扩散。该方法新颖且极具前景,有望推动未来柔性透明电子器件的发展。

经过300次循环后,器件在开关比方面出现轻微下降,可能是由焦耳热效应所致。该研究仅限于特定材料(氧化锌和氧化铝),若无进一步探究,可能无法推广至其他氧化物或氮化物。

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