全印刷制備高密度柔性交叉線憶阻器
日期： 2019-05-24 瀏覽人數(shù)： 148 來(lái)源： 編輯：
呼和浩特紙箱永宏包裝公司：柔性憶阻器是柔性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的重要元件之一，隨著可穿戴數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備、人工智能芯片、商品RFID標(biāo)簽等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)憶阻器件在開(kāi)關(guān)性能、尺寸、存儲(chǔ)密度和能耗等方面提出了更高要求。其中，交叉型憶阻器（crossbar memory devices）中每個(gè)交叉點(diǎn)即可作為一個(gè)獨(dú)立的功能單元存儲(chǔ)二進(jìn)制信息，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足了功能單元高密度需求，被廣泛應(yīng)用于柔性存儲(chǔ)器件中。
目前，大多數(shù)交叉型憶阻器都是通過(guò)基于光刻的微加工工藝制備，材料受限嚴(yán)重，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)多材料精細(xì)三維微納結(jié)構(gòu)的調(diào)控。
由于存儲(chǔ)器件高阻態(tài)（0）和低阻態(tài)（1）的開(kāi)關(guān)比取決于電子傳輸途經(jīng)的電極和功能層之間界面性質(zhì),而傳統(tǒng)的加工制造方法容易破壞交叉點(diǎn)的界面均勻性，嚴(yán)重影響器件的性能。此外，對(duì)于平面交叉型存儲(chǔ)器件，由于存儲(chǔ)單元中導(dǎo)電通路的隨機(jī)性和多形態(tài)性，電阻值異常波動(dòng)不可避免，導(dǎo)電通路的生長(zhǎng)受到局部電場(chǎng)的嚴(yán)重影響。
近期，中科院化學(xué)研究所宋延林研究員課題組基于綠色印刷圖案化技術(shù)，全印刷制造高性能銀/絲素蛋白/銀結(jié)構(gòu)的交叉型憶阻器件（如圖a）。通過(guò)控制液體在微模板上的干燥和去浸潤(rùn)行為，電極和電極-功能層可分別呈現(xiàn)三棱錐狀共形結(jié)構(gòu)。在柔性基底上，研究者采用曲線模板誘導(dǎo)形成抗拉伸的曲線交叉陣列(如圖b)。基于最密布線法則，印刷制備雙層交叉線陣列，其存儲(chǔ)密度達(dá)到2.5×105 bits/cm2，相較于其他印刷方法，存儲(chǔ)密度提高1000倍。在彎曲半徑5 mm情況下，器件開(kāi)關(guān)比（ION/IOFF）大于106，保持時(shí)間大于104秒。呼和浩特紙箱公司印刷技術(shù)員表示，該柔性交叉線憶阻器件可應(yīng)用于圖像存儲(chǔ)和顯示(如圖c)。這種全印刷加工方法為柔性多層微電子系統(tǒng)的制造提供了有效途徑，也展示出其在柔性智能器件上廣泛的應(yīng)用前景。
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