刘明课题组在阳离子基阻变存储器的微观机制、性能调控和集成技术上开展了系统的研究工作。在前期工作的基础上,课题组最近发现在阳离子基阻变存储器中存在置位(SET)和复位(RESET)过程的竞争,造成了该类器件复位操作的失效。通过TEM和EDS的测试分析,发现构成导电细丝的活性金属在电场作用下会扩散进入到Pt电极中,从而在Pt电极中形成额外的活性金属源,造成复位操作的失效。课题组提出了在Pt电极表面增加离子阻挡层来抑制导电细丝过生长进入Pt电极的解决方案,发展了插入单层石墨烯作为离子阻挡层的新结构器件,TEM结果表明石墨烯插层能够有效阻挡导电细丝过生长进入Pt电极层,电学实验结果证明石墨烯插层器件消除了复位操作失效的现象,在改善器件的可靠性的同时仍具有优良的阻变存储性能。

  博士生刘森、副研究员卢年端和博士生赵晓龙为该文章的共同第一作者,研究员刘琦和中科院院士刘明为该文的共同通讯作者。上述工作得到了国家基金委、中科院和科技部相关项目的资助。