基于浓度驱动的离子传输机制,通过调控钙钛矿纳米晶体忆阻器,可以实现可靠的类神经元传感功能、逻辑门电路以及数据安全保护

《Science China-Materials》:Concentration-driven ion transport regulated perovskite nanocrystal memristors enable reliable neuromorphic sensing, logic gate circuits, and data security

【字体: 时间:2026年02月28日 来源:Science China-Materials 7.4

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  Cu3SbI6纳米晶体掺杂调控PMMA复合忆阻器实现稳定双极开关(Ron/Roff>2000,循环耐久性>700次)及随机导线加密功能,为多功能集成忆阻器设计提供新策略。

  

摘要

忆阻器通过离子迁移实现电阻切换,在仿生感知、信息安全和边缘计算领域取得了突破性进展,但在功能集成和稳定性方面存在瓶颈。本文研究了全无机Cu3SbI6纳米晶体(NCs)与PMMA复合忆阻器(Ag/PMMA&Cu3SbI6/ITO),并通过调节NCs的掺杂量(0–15 wt%)来控制其性能。这些器件利用电场诱导的Ag+离子迁移和导电纳米丝的动态变化进行工作,其中NCs起到局部电场增强器的作用。在4 wt%的掺杂浓度下,忆阻器实现了稳定的双极切换(Ron/Roff > 2 × 103),循环寿命超过700次,从而可以模拟生物体的痛觉反应/巴甫洛夫反射,并构建基本逻辑门。在2 wt%的掺杂浓度下,稀疏分布的NCs会诱导随机纳米丝的形成,用于提取加密密钥,这与4 wt%的逻辑门结合使用,可以实现文本/图像数据的高效加密/解密。本研究通过调控纳米晶体浓度来控制离子传输,为多功能忆阻器的设计提供了策略,为相关功能集成和跨学科应用提供了参考。

忆阻器通过离子迁移实现电阻切换,在仿生感知、信息安全和边缘计算领域取得了突破性进展,但在功能集成和稳定性方面存在瓶颈。本文研究了全无机Cu3SbI6纳米晶体(NCs)与PMMA复合忆阻器(Ag/PMMA&Cu3SbI6/ITO),并通过调节NCs的掺杂量(0–15 wt%)来控制其性能。这些器件利用电场诱导的Ag+离子迁移和导电纳米丝的动态变化进行工作,其中NCs起到局部电场增强器的作用。在4 wt%的掺杂浓度下,忆阻器实现了稳定的双极切换(Ron/Roff > 2 × 103),循环寿命超过700次,从而可以模拟生物体的痛觉反应/巴甫洛夫反射,并构建基本逻辑门。在2 wt%的掺杂浓度下,稀疏分布的NCs会诱导随机纳米丝的形成,用于提取加密密钥,这与4 wt%的逻辑门结合使用,可以实现文本/图像数据的高效加密/解密。本研究通过调控纳米晶体浓度来控制离子传输,为多功能忆阻器的设计提供了策略,为相关功能集成和跨学科应用提供了参考。

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