電極調制高分子阻變存貯器阻變機制

曾 飛

　　摘要 基于高分子的阻變存儲器子在高密度存儲、柔性電子器件等方面有可能得到應用。2003 年，美國普林斯頓大學Forrest 課題組用PEDOT：PSS 這種導電高分子制備出一次寫入、多次讀取的存儲器時，立刻引起廣泛的關注，因為人們期望這是一種新的、高密度、和常用光盤一樣便宜的高分子存儲材料。隨后人們陸續對這種材料進行了很多研究，課題組發現通過改變電極，可以對PEDOT:PSS 進行阻變機制的調制。

　　在Al/PEDOT:PSS/Al，結構中發現阻變機制主要由PEDOT：PSS 的氧化還原反應控制，如果在PEDOT：PSS 中摻入另一種高分子，可以改變PEDOT 的分子構型，調制其阻變窗口。在Cu/PEDOT:PSS/Al 體系中，Cu 通過氧化還原反應在PEDOT：PSS 層中形成了導電細絲，這種金屬導電細絲由于電阻低，開關電壓低，有效的降低了功耗，提高了器件的穩定性，使器件工作到160o 而不失效。在Ti/PEDOT:PSS/Ti 體系中，發現器件的I-V 曲線由電極-高分子界面的Ti 氧化物和PEDOT：PSS 兩種阻變材料控制，這兩種阻變機制在同一方向加載電壓下作用機理是相反的，低電壓時Ti 氧化物阻變層起作用，而高電壓值時，PEDOT：PSS 還原反應起作用。這兩種阻變機制的相互作用與神經突觸的功能非常相似。

　　因此，有望將基于PEDOT：PSS 的阻變存儲器應用于傳統的“0-1”存儲模式和神經網絡計算兩個方面，尤其后者，有可能更好地理解人腦學習和記憶的功能，構建新一代智能計算機。