3、二维材料基非易失性电阻式存储器与射频开关研究

二维材料基非易失性电阻式存储器与射频开关研究

1. 电流与电阻对合规电流的依赖关系

电流和电阻对合规电流的依赖关系呈现出线性缩放特性。这种特性可归因于单根细丝横截面积的增加，或者是多根细丝的形成。从应用角度来看，可编程电阻状态适用于多级非易失性存储器，每个存储单元能够存储超过 1 位的数据。此外，其固有的低电阻值接近 5Ω，这为低功耗非易失性电子射频开关开辟了新的应用领域。

2. 电压扫描速率和 MoS₂层数的依赖关系

SET/RESET 电压与扫描速率的关系表明，较慢的扫描速率能为离子扩散提供更多时间，从而降低电压，这对于低电压操作至关重要。对最多四层的 MoS₂进行的层数相关研究显示，开关现象持续存在，不过低电阻状态（LRS）的电阻会随层数增加而增大。

3. 基于从头算模拟的可能开关机制

3.1 电子传输机制

温度相关的传导实验拟合结果表明，在高电阻状态（HRS）下，电子传输涉及陷阱态和肖特基势垒。在面积相关研究中，MoS₂器件的电阻开关可通过以下模型解释：在 SET 过程中，电子通过类似丝状的一维（1D）导电链路传输；在 RESET 过程中，导电路径断开，在器件界面形成肖特基势垒。

3.2 空位与电子传导

考虑到单层 MoS₂和 h - BN 的结构，MoS₂中的固有硫空位和 h - BN 中的硼空位在能量上是有利的，可作为电子的局域陷阱中心。在 LRS 状态下，这些空位可被金属离子取代，从而通过金属离子形成的链路实现更具导电性的欧姆传输。

3.3 从头算模拟验证

使用 QuantumWise 的 Atomistix