我校本科生在SCI一区期刊Nano Research上发表高水平学术论文

2023-04-19 23:50:29

日前，我校纳米光电材料研究所曾海波团队的研究发现了基于纯无机卤素钙钛矿材料（CsPbBr3 ,简写为CPB）的双极型非挥发性阻变存储器。相关研究文章发表在Nano Research（DOI: 10.1007/s12274-016-1288-2）。该期刊影响因子为8.893，是SCI一区期刊。值得一提的是，本论文的共同第一作者吴晔（材料学院）、韦奕（教育实验学院）均为南理工2013级本科生。这是材料科学与工程学院建院以来第一篇由本科生发表的SCI论文。 

非挥发性阻变存储器（RRAM）通过外加电场下可逆的高低阻态切换，可分别表示二进制数字0和1，实现数据存储。它具有擦写速率快、单位存储容量高、开关电压小、可多值存储和可重复擦写的优点，极有可能取代硅基闪存等传统存储器，成为下一代超高容量非易失数据存储器。三星电子、惠普公司均已经试制成功商用的阻变存储器芯片。最近，基于铅卤钙钛矿材料的非挥发性阻变存储器引起科学家极大兴趣。铅卤钙钛矿材料(ABX3, A=Cs，CH3NH3；B=Pb；X = Cl, Br, I)是一种可溶液加工的半导体材料，具有成本低、载流子迁移率高、光吸收系数大等特点，近几年来在太阳能电池、发光二极管等领域有非常优异的表现。由于特殊的晶体结构，这种材料不仅具有优异的半导体物理特性，还具有良好的离子导电性。这些特性使得这类材料在随机阻变存储器中具有潜在的应用。但是，到目前为止尚没有相关的报道。

该器件制备工艺简单，便于商业化生产。首先，采用离心成膜的方式在FTO玻璃片上制备均一的CPB薄膜，其厚度可由离心参数调控；随后再在CPB薄膜上溅射一层非晶氧化锌(ZnO)，形成CPB/ZnO异质结；最后沉积Ni作为点状上电极。由于CPB完全被包埋在ZnO阻挡层中，隔绝了空气，因此器件的稳定性得到极大的提高，未经封装可在室温条件下稳定保存30天。由于ZnO优化器件能带结构，减小电子跃迁的势垒，器件电学性能具有明显提高。经测试，其阻变比大于105，开关电压小于1V，可持续稳定擦写104s，各项性能均远超同类忆阻器。并且在界面形成的CPB/ZnO异质结使得器件具有优异的光响应性能，能够在光、电的分别驱动下实现电阻转变，模拟“与”、“或”、“非”三种基本逻辑运算，可以作为下一代新型逻辑运算器。

值得一提的是，他们从大一暑假就进入曾海波老师的研究组，利用周末和假期加强实验经验的积累，不断完善知识体系，最终找到了自己的研究方向。基于目前研究较热的无机钙钛矿材料，他们大胆地提出将这种材料用于阻变存储器器件。从试验方案的提出和器件结构的设计与优化到最终的测试与验证，他们和组内李晓明学长一起讨论，反复论证，经常要工作到晚上12点才回去。最终，到文章发表的时候，样品盒堆积起来的高度能接近他们的胸口。功夫不负有心人，他们的努力终于得到了回报，第一次审稿就得到了审稿人的高度评价，仅给出了小修改的意见，最终论文很快就被顺利接收。

该论文是吴晔、韦奕的国家级科研训练项目“新型透明柔性阻变存储器的制备”的原创成果之一。

该项研究得到了国家重大科学研究计划（2014CB931700-02）、国家基金委优秀青年基金（61222403）、万人计划青年拔尖人才等项目的资助。
来源 钟声新闻网
作者 吴晔