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Advanced Functional Materials:纳米尺度下二维Bi2O2Se平面外方向的单极性阻变行为
发布时间: 2021-10-11 09:53 | 【 【打印】【關閉】

  二維材料在納米尺度下的電學性質的研究對其在相關微觀和宏觀電子器件中的應用至關重要。雖然二維Bi2O2Se的平面內載流子遷移特性已得到廣泛的研究並作爲基礎材料應用于光電探測器、憶阻器和傳感器等電子器件中,但其在納米尺度下平面外方向的電學性質仍未得到研究和報道。相關的研究對于開發基于二維Bi2O2Se的具有新功能的電子器件以及拓展其在納米電子學領域的應用具有重要意義。

  清華大學深圳國際研究生院(SIGS)材料研究院劉碧錄副教授課題組利用導電原子力顯微鏡(CAFM)技術首次揭示了納米尺度下二維Bi2O2Se在平面外方向具有穩定的單極性阻變行爲,並分析其形成過程和成因。

图1. 基于CAFM技术研究纳米尺度下二维Bi2O2Se在平面外方向的單極性阻變特性。

  在平面外方向循環電場的作用下,二維Bi2O2Se表面形成納米山丘狀結構,同時形成了導電通路,使原本處于不導電狀態的樣品在平面外方向導通並呈現阻變特性。隨著電場循環次數的增加,二維Bi2O2Se從初始呈現的雙極性導電窗口轉換到穩定的單極性阻變行爲。這些現象源于循環電場的作用使二維Bi2O2Se被氧化,從而使其表面形成納米山丘狀結構,並在該結構內部産生了更多的Se空位和焦耳熱。當Se空位在平面外方向上的移動和焦耳熱的産生達到動態平衡時,二維Bi2O2Se呈現穩定的單極性阻變特性。該研究揭示了二維Bi2O2Se平面外方向的輸運行爲,對其在高集成度納米電子學中的應用具有啓示意義。

图2. 二维Bi2O2Se表面納米山丘狀結構的形成。
  

图3. 二维Bi2O2Se平面外方向的阻變行爲。
  

图4. 二维Bi2O2Se從雙極性到穩定單極性阻變特性的轉變過程。

  論文信息:

  Out-of-Plane Resistance Switching of 2D Bi2O2Se at the Nanoscale 

  Wenjun Chen, Rongjie Zhang, Rongxu Zheng, Bilu Liu*

  Advanced Functional Materials 

  DOI: 10.1002/adfm.202105795

  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202105795

  文章來源: materialsviewschina 

  文章鏈接:https://www.materialsviewschina.com/2021/09/56645/

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