電極調(diào)制高分子阻變存貯器阻變機(jī)制

曾 飛

　　摘要 基于高分子的阻變存儲(chǔ)器子在高密度存儲(chǔ)、柔性電子器件等方面有可能得到應(yīng)用。2003 年，美國普林斯頓大學(xué)Forrest 課題組用PEDOT：PSS 這種導(dǎo)電高分子制備出一次寫入、多次讀取的存儲(chǔ)器時(shí)，立刻引起廣泛的關(guān)注，因?yàn)槿藗兤谕�這是一種新的、高密度、和常用光盤一樣便宜的高分子存儲(chǔ)材料。隨后人們陸續(xù)對這種材料進(jìn)行了很多研究，課題組發(fā)現(xiàn)通過改變電極，可以對PEDOT:PSS 進(jìn)行阻變機(jī)制的調(diào)制。

　　在Al/PEDOT:PSS/Al，結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)阻變機(jī)制主要由PEDOT：PSS 的氧化還原反應(yīng)控制，如果在PEDOT：PSS 中摻入另一種高分子，可以改變PEDOT 的分子構(gòu)型，調(diào)制其阻變窗口。在Cu/PEDOT:PSS/Al 體系中，Cu 通過氧化還原反應(yīng)在PEDOT：PSS 層中形成了導(dǎo)電細(xì)絲，這種金屬導(dǎo)電細(xì)絲由于電阻低，開關(guān)電壓低，有效的降低了功耗，提高了器件的穩(wěn)定性，使器件工作到160o 而不失效。在Ti/PEDOT:PSS/Ti 體系中，發(fā)現(xiàn)器件的I-V 曲線由電極-高分子界面的Ti 氧化物和PEDOT：PSS 兩種阻變材料控制，這兩種阻變機(jī)制在同一方向加載電壓下作用機(jī)理是相反的，低電壓時(shí)Ti 氧化物阻變層起作用，而高電壓值時(shí)，PEDOT：PSS 還原反應(yīng)起作用。這兩種阻變機(jī)制的相互作用與神經(jīng)突觸的功能非常相似。

　　因此，有望將基于PEDOT：PSS 的阻變存儲(chǔ)器應(yīng)用于傳統(tǒng)的“0-1”存儲(chǔ)模式和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算兩個(gè)方面，尤其后者，有可能更好地理解人腦學(xué)習(xí)和記憶的功能，構(gòu)建新一代智能計(jì)算機(jī)。