高效光电调控钙钛矿量子点阻变存储性能

任书霞 ,  杨铮 ,  安帅领 ,  孟婕 ,  刘晓敏 ,  赵晋津

引用本文: 任书霞, 杨铮, 安帅领, 孟婕, 刘晓敏, 赵晋津. 高效光电调控钙钛矿量子点阻变存储性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 230103. doi: 10.3866/PKU.WHXB202301033 shu
Citation:  Shuxia Ren, Zheng Yang, Shuailling An, Jie Meng, Xiaomin Liu, Jinjin Zhao. High-Efficiency Photoelectric Regulation of Resistive Switching Memory in Perovskite Quantum Dots[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2023, 39(12): 230103. doi: 10.3866/PKU.WHXB202301033 shu

高效光电调控钙钛矿量子点阻变存储性能

    通讯作者: 赵晋津, jinjinzhao2012@163.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 U2130128

    国家自然科学基金 11772207

    国家自然科学基金 U21A20430

    河北省教育厅自然科学基金 ZD2020192

    河北省市场监管局科技计划 2023ZC03

    中央引导地方科技发展资金 216Z4302G

    河北省创新能力提升计划 22567604H

    京津冀基础研究合作专项 H2022205047

    京津冀基础研究合作专项 22JCZXJC00060

摘要: 光电阻变存储器(RRAM)因其微型化、集成化和多功能等优点成为下一代非易失性存储器中最有前途的竞争者。采用低温旋涂法合成具有绿色荧光的无机CsPbBr3量子点(QDs)为阻变功能层,制备了高效光电调控的Ag/CsPbBr3 QDs/ITO RRAM器件。该器件具有良好的抗疲劳性能和保持特性。在光照触发下,Ag/CsPbBr3 QDs/ITO器件的开关比(ON/OFF比)约为3.2 × 103,较暗态增大了约24倍;写入电压(VSET)为2.88 V,较暗态降低了约13.3%。电场作用下Br−和Ag+双离子迁移形成混合导电细丝的通断是Ag/CsPbBr3 QDs/ITO器件阻变的主要机制。经光照激发作用,CsPbBr3 QDs薄膜内缺陷密度的减少促进光电流的增大,促进了Ag/CsPbBr3 QDs/ITO器件低阻态(LRS)阻值和VSET减小、进而提高器件ON/OFF比。高效光电调控全无机钙钛矿RRAM技术推动了高密度信息存储器的快速发展。

English

    1. [1]

      Chang, T.; Chang, K.; Tsai, T.; Chu, T.; Sze, S. Mater Today 2016, 19, 254. doi: 10.1016/j.mattod.2015.11.009

    2. [2]

      Meijer, G. Science 2008, 319, 1625. doi: 10.1126/science.1153909

    3. [3]

      Ren, S.; Dong, W.; Tang, H.; Tang, L.; Li, Z.; Sun, Q.; Yang, H.; Yang, Z.; Zhao, J. Appl. Surf. Sci. 2019, 488, 92. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.05.129

    4. [4]

      Ren, S.; Li, Z.; Tang, L.; Su, X.; Zhang, H.; Zhang, G.; Zhang, H.; Cao, G.; Zhao, J. Adv. Electron. Mater. 2020, 6, 2000151. doi: 10.1002/aelm.202000151

    5. [5]

      Nili, H.; Walia, S.; Balendhran, S.; Strukov, D.; Bhaskaran, M.; Sriram, S. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 6733. doi: 10.1002/adfm.201470279

    6. [6]

      Li, S.; Zeng, H.; Zhang, S.; Wei, X. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 1636. doi: 10.1063/1.4802209

    7. [7]

      Lin, Y.; Xu, H.; Wang, Z.; Cong, T.; Liu, W.; Ma, H.; Liu, Y. Appl. Phys. Lett. 2017, 110, 193503. doi: 10.1063/1.4983382

    8. [8]

      Wuttig, M.; Bhaskaran, H.; Taubner, T. Nat. Photon 2017, 11, 465. doi: 10.1038/NPHOTON.2017.126

    9. [9]

      He, Z.; Dai, Y.; Li, X.; Guo, D.; Liu, Y.; Huang, X.; Jiang, J.; Wang, S.; Zhu, G.; Zhang, F.; et al. Small 2019, 15, 1804131. doi: 10.1002/smll.201804131

    10. [10]

      Tan, H.; Liu, G.; Zhu, X.; Yang, H.; Chen, B.; Chen, X.; Shang, J.; Lu, W. D.; Wu, Y.; Li, R.-W. Adv. Mater. 2015, 27, 2797. doi: 10.1002/adma.201500039

    11. [11]

      Im, J.; Lee, C.; Lee, J.; Park, S.; Park, N. Nanoscale 2011, 3, 4088. doi: 10.1039/C1NR10867K

    12. [12]

      Abdi-Jalebi, M.; Andaji-Garmaroudi, Z.; Cacovich, S.; Stavrakas, C.; Philippe, B.; Richter, J.; Alsari, M.; Booker, E.; Hutter, E.; Pearson, A.; et al. Nature 2018, 555, 497. doi: 10.1038/nature25989

    13. [13]

      Choi, J.; Han, J.; Hong, K.; Kim, S.; Jang, H. Adv. Mater. 2018, 30, 1704002. doi: 10.1002/adma.201704002

    14. [14]

      Wehrenfennig, C.; Eperon, G.; Johnston, M.; Snaith, H.; Herz, L. Adv. Mater. 2014, 26, 1584. doi: 10.1002/adma.201305172

    15. [15]

      Dong, Q. F., Y.; Shao, Y.; Mulligan, P.; Qiu, J.; Cao, L.; Huang, J. Science 2015, 347, 967. doi: 10.1126/SCIENCE.AAA5760

    16. [16]

      Zhao, J.; Wang, P.; Wei, L.; Liu, Z.; Fang, X.; Liu, X.; Ren, D.; Mai, Y. Dalton Trans. 2015, 44, 16914. doi: 10.1039/C5DT02388B

    17. [17]

      Zhang, F.; Han, B.; Zeng, H. J. Inorg. Mater. 2022, 2, 117. doi: 10.15541/jim20210441

    18. [18]

      Dou, L.; Yang, Y.; You, J.; Hong, Z.; Chang, W.; Li, G.; Yang, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 5404. doi: 10.1038/ncomms6404

    19. [19]

      Chen, Y.; Chen, G.; Zhou, Z.; Li, X.; Ma, P.; Li, L.; Yin, W.; Zeng, H.; Zou, G. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101966. doi: 10.1002/adfm.202101966

    20. [20]

      Lin, K.; Xing, J.; Quan, L.; de Arquer, F.; Gong, X.; Lu, J.; Xie, L.; Zhao, W.; Zhang, D.; Yan, C.; et al. Nature 2018, 562, 245. doi: 10.1038/s41586-018-0575-3

    21. [21]

      Han, B.; Yuan, S.; Cai, B.; Song, J.; Liu, W.; Zhang, F.; Fang, T.; Wei, C.; Zeng, H. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011003. doi: 10.1002/adfm.202011003

    22. [22]

      Chen, J.; Mukherjee, S.; Li, W.; Zeng, H.; Fischer, R. Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 677. doi: 10.1038/s41578-022-00476-3

    23. [23]

      Wei, C.; Su, W.; Li, J.; Xu, B.; Shan, Q.; Wu, Y.; Zhang, F.; Luo, M.; Xiang, H.; Cui, Z.; Zeng, H. Adv. Mater. 2022, 34, 2107798. doi: 10.1002/adma.202107798

    24. [24]

      Zhang, Q.; Tavakoli, M.; Gu, L.; Zhang, D.; Tang, L.; Gao, Y.; Guo, J.; Lin, Y.; Leung, S.; Poddar, S.; et al. Nat. Commun. 2019, 10, 727. doi: 10.1038/s41467-019-08561-y

    25. [25]

      Chin, X.; Cortecchia, D.; Yin, J.; Bruno, A.; Soci, C. Nat. Commun. 2015, 6, 7383. doi: 10.1038/ncomms8383

    26. [26]

      Chen, Q.; Zhang, Y.; Liu, S.; Han, T.; Chen, X.; Xu, Y.; Meng, Z.; Zhang, G.; Zheng, X.; Zhao, J.; et al. Adv. Intell. Syst. 2020, 2, 2000122. doi: 10.1002/aisy.202000122

    27. [27]

      Yoo, E.; Lyu, M.; Yun, J.; Kang, C.; Choi, Y.; Wang, L. Adv. Mater. 2015, 27, 6170. doi: 10.1002/adma.201502889

    28. [28]

      Choi, J.; Park, S.; Lee, J.; Hong, K.; Kim, D.; Moon, C.; Park, G.; Suh, J.; Hwang, J.; Kim, S.; et al. Adv. Mater. 2016, 28, 6562. doi: 10.1002/adma.201600859

    29. [29]

      Kim, D.; Tak, Y.; Kim, W.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, H. Adv. Mater. Interfaces 2017, 4, 1601035. doi: 10.1002/admi.201601035

    30. [30]

      Hwang, B.; Lee, J.-S. Adv. Mater. 2017, 29, 1701048. doi: 10.1002/adma.201701048

    31. [31]

      Zhu, X.; Lee, J.; Lu, W. Adv. Mater. 2017, 29, 1700527. doi: 10.1002/adma.201700527

    32. [32]

      Zhou, F.; Liu, Y.; Shen, X.; Wang, M.; Yuan, F.; Chai, Y. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1800080. doi: 10.1002/adfm.201800080

    33. [33]

      Xiao, Z.; Huang, J. Adv. Electron. Mater. 2016, 2, 1600100. doi: 10.1002/aelm.201600100

    34. [34]

      Chen, S.; Zhang, Y.; Zhao, J.; Mi, Z.; Zhang, J.; Cao, J.; Feng, J.; Zhang, G.; Qi, J.; Li, J.; et al. Sci. Bull 2020, 65, 1643. doi: 10.1016/j.scib.2020.05.020

    35. [35]

      Younis, A.; Lin, C.; Guan, X.; Shahrokhi, S.; Huang, C.; Wang, Y.; He, T.; Singh, S.; Hu, L.; Retamal, J.; et al. Adv. Mater. 2021, 33, 2005000. doi: 10.1002/adma.202005000

    36. [36]

      Futscher, M.; Mili, J. Front. Energy Res. 2021, 9, 629074. doi: 10.3389/fenrg.2021.629074

    37. [37]

      Wang, Y.; Lv, Z.; Liao, Q.; Shan, H.; Chen, J.; Zhou, Y.; Zhou, L.; Chen, X.; Roy, V.; Wang, Z.; et al. Adv. Mater. 2018, 30, 1800327. doi: 10.1002/adma.201800327

    38. [38]

      Yen, M.; Lee, C.; Liu, K.; Peng, Y.; Leng, J.; Chang, T.; Chang, C.; Tamada, K.; Lee, Y. Nat. Commun. 2021, 12, 4460. doi: 10.1038/s41467-021-24762-w

    39. [39]

      Liu, Q.; Yue, W.; Li, Y.; Wang, W.; Xu, L.; Wang, Y.; Gao, S.; Zhang, C.; Kan, H.; Li, C. Adv. Electron. Mater. 2021, 7, 2100366. doi: 10.1002/aelm.202100366

    40. [40]

      Liu, X.; Ren, S.; Li, Z.; Guo, J.; Yi, S.; Yang, Z.; Hao, W.; Li, R.; Zhao, J. Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2202951. doi: 10.1002/adfm.202202951

    41. [41]

      Zhang, G.; Xu, Y.; Yang, S.; Ren, S.; Jiao, Y.; Wang, Y.; Ma, X.; Li, H.; Hao, W.; He, C.; Liu, X.; Zhao, J. Nano Energy 2023, 106, 108074. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.108074

    42. [42]

      Du, X.; Wu, G.; Cheng, J.; Dang, H.; Ma, K.; Zhang, Y.; Tan, P.; Chen, S. RSC Adv. 2017, 7, 10391. doi: 10.1039/C6RA27665B

    43. [43]

      Zhu, Y.; Cheng, P.; Shi, J.; Wang, H.; Liu, Y.; Xiong, R.; Ma, H.; Ma, H. Adv. Electron. Mater. 2019, 6, 1900754. doi: 10.1002/aelm.201900754

    44. [44]

      Wang, F.; Yu, M.; Chen, X.; Li, J.; Zhang, Z.; Li, Y.; Zhang, G.; Shi, K.; Shi, L.; Zhang, M.; et al. SmartMat 2022, 4, e1135. doi: 10.1002/smm2.1135

    45. [45]

      Wu, G.; Liang, R.; Ge, M.; Sun, G.; Zhang, Y.; Xing, G. Adv. Mater. 2022, 34, 2105635. doi: 10.1002/adma.202105635

    46. [46]

      Baranowski, M.; Plochocka, P. Adv. Energy Mater. 2020, 1903659. doi: 10.1002/aenm.201903659

    47. [47]

      Jong, U.; Yu, C.; Ri, G.; McMahon, A.; Harrison, N; Barnes, P.; Walsh, A. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 1067. doi: 10.1039/C7TA09112E

    48. [48]

      Cai, H.; Lao, M.; Xu, J.; Chen, Y.; Zhong, C.; Lu, S.; Hao, A.; Chen, R. Ceram. Int. 2019, 45 5724. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.12.038

    49. [49]

      Zhao, X.; Fan, Z.; Xu, H.; Wang, Z.; Xu, J.; Ma, J.; Liu, Y. J. Mater. Chem. C 2018, 6, 7195. doi: 10.1039/C8TC01844H

    50. [50]

      Yoo, E.; Lyu, M.; Yun, J.; Kang, C.; Choi, Y.; Wang, L. J. Mater. Chem. C 2016, 4, 7824. doi: 10.1039/C6TC02503J

    51. [51]

      Huang, Y.; Shen, Z.; Wu, Y.; Wang, X.; Zhang, S.; Shi, X.; Zeng, H. RSC Adv. 2016, 6, 17867. doi: 10.1039/C5RA22728C

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  15
  • 文章访问数:  5463
  • HTML全文浏览量:  295
文章相关
  • 发布日期:  2023-12-15
  • 收稿日期:  2023-01-24
  • 接受日期:  2023-03-07
  • 修回日期:  2023-02-28
  • 网络出版日期:  2023-03-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章