新型忆阻器技术突破为低功耗电子设备带来新可能
2025-09-13 14:31
来源:奥本大学
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奥本大学物理学家在忆阻器研究领域取得重要进展,该研究为开发更高效节能的存储设备提供了新路径。研究成果发表于《ACS应用材料与界面》期刊,展示了基于过渡金属二硫属化物(TMD)的超薄存储设备的性能优化方案。原子级薄晶体夹在电极之间,其可视化效果令人惊叹。奥本大学的物理学家发现,电极和微小的原子缺陷有助于材料在绝缘状态和金属状态之间切换。这种切换是下一代存储设备的关键机制,这些设备可以为低能耗计算、人工智能和可穿戴电子设备提供动力。

研究团队发现通过选择特定金属电极,能够有效调节TMD材料在半导体态与金属态之间的转换特性。这种电极辅助的切换机制显著降低了设备状态转换所需的能量壁垒,同时提升了操作可靠性。奥本大学物理学副教授马塞洛·黑田博士表示:"通过正确选择电极,我们可以使这些设备以更低功耗实现更可靠的切换,这正是下一代电子产品所需的关键特性。"

这项突破性研究为神经形态计算和柔性电子领域带来新的发展机遇。由于忆阻器能够模拟人脑神经突触的工作机制,该技术有望为人工智能系统提供能效更高的硬件平台。同时,原子级厚度的TMD材料也适用于可穿戴医疗设备和柔性电子产品,为长期监测健康指标的植入式设备提供技术支持。

黑田博士进一步指出:"随着互联设备数量持续增长,计算设备的能源消耗已成为全球性挑战。我们的研究为开发兼具高性能与可持续性的电子设备指明了方向。"研究团队通过第一性原理计算揭示了电极与材料原子空位协同作用机制,这些发现与实验观测结果高度吻合。

该研究不仅提供了忆阻器设计的理论蓝图,也为未来计算机、智能手机等设备的存储技术革新奠定了科学基础。

更多信息: Dakotah M. Kirk 等人,基于单晶过渡金属二硫族化合物的忆阻器中的电极辅助开关,ACS 应用材料与界面(2025)。期刊信息: ACS 应用材料与界面

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