InfoMat: 有机-无机杂化钙钛矿忆阻器研究进展综述

当前,人工智能技术迅猛发展,已成为全球科技强国竞相角逐的焦点。类脑智能是人工智能发展的终极目标,研制能够模拟生物突触功能的元器件,使机器像人类一样思考,是实现类脑智能的关键。忆阻器具有与人脑神经突触相似的信号传输特征,被认为是发展模拟人工神经突触系统的理想选择。此外,忆阻器能够执行可重构的非易失性存储与逻辑运算,在单一器件中实现信息存储与处理的完美融合,有望突破长久以来限制计算机运行速度和功耗的冯诺依曼瓶颈,对于简化计算机架构并提高其运算性能具有重要的意义。目前,寻找合适的忆阻材料体系,明确忆阻微观物理机制,构筑高可靠忆阻器件,探索忆阻器新功能是实现高效大规模忆阻神经网络的先导和基础。

有机-无机杂化钙钛矿材料具备优异的光学和电学性能,在新能源、光电器件等领域具有广泛的应用前景。由于材料本身离子可在电场诱导下迁移,为发展忆阻器提供了新的可能,近年来受到研究人员广泛关注并取得了显著进展。更令人兴奋的是,钙钛矿特有的光敏感离子/电子传输特性能够赋予忆阻器光电逻辑运算,光控信息存储,模拟生物光遗传学等多种光电耦合新功能。

基于近年来有机-无机杂化钙钛矿忆阻器的研究进展,东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室的徐海阳教授和刘益春教授研究团队在Wiley新期刊InfoMat上发表了相关的综述论文“Memristors with organic‐inorganic halide perovskites”。文章首先概述了有机-无机杂化钙钛矿材料光电特性以及忆阻器的基本概念。然后结合具体工作,从钙钛矿忆阻器工作机理、分析模型、阻变特性、突触仿生应用等方面进行了系统综述,并对其在光电耦合、柔性器件、多级存储等新功能方面探索进行了总结。最后,该文章对未来钙钛矿忆阻器发展面临的挑战及解决方案进行了深入讨论,并对其发展前景进行了展望。

相关工作发表在InfoMat(DOI: 10.1002/inf2.12012)