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何军课题组在二维晶体结构设计及应用方面取得新进展

来源:欧精品美高清砖码    发布时间 : 2023/09/11      点击量:

二维层状材料涵盖了从金属、半导体到绝缘体的广泛电子类型,被认为是后摩尔时代信息器件的重要候选材料。由于具有原子级超薄厚度和无悬挂键表面,它们的物理和电子特性可以很容易地通过缺陷、表面修饰或静电场来人为改变,从而实现特定的材料特性和器件功能。何军教授课题组长期从事二维材料的晶体结构设计与物态调控研究,例如用于红外探测与非易失性红外存储的二维半导体等电子掺杂(Nature Communications 2019, 10, 4133)、用于二维氧化物铁磁序调制的高浓度取代掺杂(Advanced Materials 2023, 35, 2301668)等。

近期,Advanced Materials(《先进材料》)期刊在线发表了何军教授课题组有关二维超离子导体晶体结构设计及应用方面的最新研究成果。文章题目为“Engineering Atomic-Scale Patterning and Resistive Switching in Two-Dimensional Crystals and Application in Image Processing”。物理科学与技术学院为文章第一署名单位,尹蕾研究员为文章第一作者,何军教授为文章通讯作者。该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中科院先导专项等项目经费的支持。

在前期研究中,何军课题组开发了普适性的范德华外延法,成功合成了多种具有本征阻变行为的超薄二维铜硫族化合物,包括具有层状结构的碲化亚铜纳米片和具有非层状结构的硒化铜、硫化铜纳米片(Advanced Materials 2022, 34, 2108313)。在此基础上,研究团队发展了一种构建原子级规则图案的方法,利用碲化亚铜晶体结构中不同位点原子的化学键性差异,成功构筑出基于二维超离子导体的可扩展原子级图案。相关电子器件表现出完全不同于原始器件的多阶阻变特性,且切换电压极低(<0.1 V),可同时满足多态存储和低功耗的应用需求。研究团队还发展了用以模拟导电细丝动态演变和描述器件非线性忆阻特性的忆阻器集约模型,并演示了它们在图像增强中的应用。本研究为在二维尺度调控晶体结构和阻变性质开辟了一条新途径。

全文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202306850


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