Advanced Materials:基于二硫化钼/聚合物多层异质结的高性能可变电阻式存储器

可变电阻式存储器除了有望成为下一代内存器件外,也有望作为真随机数产生器应用于未来的网络信息安全。在器件微型化驱动下,基于二维材料的可变电阻式存储器日益引起大家的兴趣。D但是目前的基于二维材料可变电阻存储应用于真随机数产生面临的重大问题是:在器件循环过程中,器件性能会发生明显衰减,从而无法保证随机数据的稳定产生。

因此,来自新加坡科技局(A*STAR)材料研究所(IMRE)的Chi Dongzhi研究员、Wang Shijie研究员、杨明博士(目前加入香港理工大学应用物理系)与MEDINA Silva Henry 博士等人针对这个问题进行研究。他们首先用物理气相(PCT专利号:PCT/SG2018/050462)的方法在二氧化硅衬底可控生长出了层状、结晶、大面积(2英寸)的二硫化钼多层薄膜,通过控制薄膜转移过程的温度,在转移的多层二硫化钼中形成聚合物层,然后再沉积银金属做为顶电极,最终形成金(底电极)– 多层二硫化钼/聚合物/多层二硫化钼/聚合物/多层二硫化钼 – 银(顶电极)新颖结构的可变电阻式存储器(新加坡专利号:2019/5984103881V)。该可变电阻式存储器其具有优越的性能,比如很小的驱动电压(0.4 V)、高的开关比(>104)、稳定的器件循环性能。其中高电阻态分布具有最强的非关联性,有望作为真随机数。 该工作新颖地在多层二硫化钼中引入聚合物层,从而提极大提升了器件的稳定性,也阐明了其在真随机数上的应用潜力。其中低功率的离子溅射法生长大面积二硫化钼薄膜、低温转移技术等都有潜力适用大规模工业化生产,有望应用于未来柔性可变电阻式存储器或透明电子器件上。相关结果以“MoS2/Polymer Heterostructures Enabling Stable Resistive Switching and Multistate Randomness”发表在为题目发表在国际著名材料学期刊 《Advanced Materials》上(DOI:10.1002/adma.202002704)。