合肥研究院在電阻轉(zhuǎn)換納米器件研究中取得新進(jìn)展

　　近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所納米材料與環(huán)境檢測(cè)研究室研究員劉錦淮和黃行九課題組在電阻轉(zhuǎn)換納米器件研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果已被Small(DOI: 10.1002/smll.201501689)接收發(fā)表。

　　硫?qū)倩衔锛{米材料是當(dāng)前光電納米器件研究的熱點(diǎn)之一。特別是在電阻轉(zhuǎn)換器件方面，因其高密度、快響應(yīng)電存儲(chǔ)等特點(diǎn)具有良好的應(yīng)用前景。但是，現(xiàn)有常規(guī)的合成方法限制了該類材料新穎納米結(jié)構(gòu)的制備，如硒化銀納米帶結(jié)構(gòu)至今鮮有報(bào)道，不利用于發(fā)展新型的納米器件。

　　近年來(lái)，離子交換作為一種古老的技術(shù)在構(gòu)建新型納米結(jié)構(gòu)方面倍受關(guān)注。因其反應(yīng)受動(dòng)力學(xué)控制，可在有效維持模板納米結(jié)構(gòu)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)其組分改變。因此，在現(xiàn)有納米材料合成方法的基礎(chǔ)上，離子交換法極大地豐富了納米材料的結(jié)構(gòu)形貌。基于此，課題組副研究員郭正通過(guò)合成硒化鋅納米帶，以其為模板與Ag⁺交換，首次實(shí)現(xiàn)了硒化銀納米帶的制備。結(jié)合L-B膜自組裝技術(shù)，研究人員進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了納米帶陣列薄膜的構(gòu)筑。

　　研究人員通過(guò)系統(tǒng)研究自組裝硒化鋅納米帶向硒化銀納米帶演化時(shí)的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)自組裝構(gòu)筑的硒化鋅納米帶陣列器件可實(shí)現(xiàn)水溶液中銀離子的敏感檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步構(gòu)筑了硒化銀納米帶陣列器件。電學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)筑的納米器件表現(xiàn)出互補(bǔ)式的電阻轉(zhuǎn)換行為。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)硒化銀納米帶自組裝膜層數(shù)也直接影響到器件的電阻轉(zhuǎn)換電位。為了揭示硒化銀納米帶的電阻轉(zhuǎn)換機(jī)制，研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)在電學(xué)測(cè)試過(guò)程中對(duì)電極間硒化銀納米帶進(jìn)行原位SEM觀察，清晰地觀察到納米帶中被還原的金屬Ag隨掃描電位的改變而遷移且形成導(dǎo)線，導(dǎo)致納米帶電阻的變化。該研究工作將為發(fā)展新型的電阻轉(zhuǎn)換納米器件以及研究電阻轉(zhuǎn)換器件的工作機(jī)制提供新思路。

　　該研究工作得到了國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃納米專項(xiàng)、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863”計(jì)劃）、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

(a)硒化銀納米帶電阻轉(zhuǎn)換行為機(jī)制，(b)電極間納米帶中銀遷移及導(dǎo)線形成過(guò)程原位SEM表征