Advanced Electronic Materials:忆阻器中量子电导效应的最新进展综述

忆阻器被认为是除电阻、电感和电容之外的第四类基本电路元件,代表着电路中磁通与电荷的关系。通常,忆阻器具有简单的“电极/介质层/电极”三明治结构,通过外加电场诱导的离子迁移和氧化还原反应,迫使介质层中发生纳米导电通道的可逆通断过程,由此实现信息的高速、高密度、低功耗和非易失存储。通过精确调控纳米导电通道的演化过程,当其尺寸与电子费米波长相当时,可使器件出现量子电导效应,能够极大地提高存储密度甚至实现存-算一体化,可望满足大数据时代对海量信息的高速处理和高密度存储需求。

近日,来自中科院宁波材料技术与工程研究所的李润伟研究员团队撰写了题为“Recent Advances of Quantum Conductance in Memristors”的综述论文,薛武红博士和高双副研究员为共同第一作者。论文首先简单介绍了忆阻器中纳米导电通道的演化动力学过程,然后详细总结和讨论了忆阻器中量子电导效应的实验观测、理论理解(包括量子点接触模型和第一性原理计算)、可控调节以及其在逻辑运算、突触仿生和光电开关/探测方面应用的最新进展。最后,论文指出了本领域当前面临的重大挑战以及未来的发展方向,包括整数和半整数量子电导效应的统一理论模型、高稳定量子电导态的获得及可控调节方法、量子电导效应的多功能应用拓展等。

相关论文近期在线发表于Advanced Electronic Materials(DOI: 10.1002/aelm.201800854)。