无铅二维钙钛矿阻变存储器的机理及性能调控研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11905119
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3003.离子注入及离子束材料改性
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Recently, halide perovskites have received attention as the storage material for resistance random access memory devices due to their superior properties, including a small exciton binding energy, long carrier lifetime and low nonradiative carrier recombination rate. However, the poor device stabilities attributed to their intrinsic material instability and the toxicity of soluble Pb2+ must be resolved before stepping toward to practical applications. In this project, the high stable lead-free two-dimensional layered perovskite will be synthesized using the solution-based method ((PEA)2SnBr4). The memory devices with different electrodes will be fabricated. The relationship between resistive characteristics and metal electrodes will be investigated. To understand the resistive switching mechanisms, the EDX mapping images and XPS depth profile analysis of the memory devices will be characterized. To improve the performance of the devices, the doping impurities into the resistive switching layer will be adopted by the ion implantation method. The effect of the doping parameters on the improvement of switching performance will be studied and the corresponding mechanisms will be systematically discussed. The achievements of this project will provide experimental and theoretical basis for development of new materials for resistance random access memory devices, and manufacture of the new generation resistive switching memory with high performance.
卤化物钙钛矿由于具有载流子扩散能力长和激子结合能小等优点,受到阻变存储器领域的特别关注。然而,三维卤化物钙钛矿的不稳定性以及可溶性Pb2+的有毒性,阻碍了其实际应用。本项目拟合成高稳定性的Sn基二维层状卤化物钙钛矿((PEA)2SnBr4),并以此为存储材料制备环境友好型阻变器件。研究不同金属电极下器件的阻变特性,利用EDX和XPS等深度剖析手段,揭示阻变机理并建立相应的物理模型。在此基础上,利用离子注入方法对存储材料层进行可控掺杂,提高器件的阻变性能,研究可控掺杂参数(剂量和能量)和性能之间的定量调节关系,揭示器件的性能受控调节机制。本项目的实施将为新型高稳定阻变存储材料的研发及高性能阻变器件的研制提供重要的理论和实验依据。

结项摘要

卤化物钙钛矿由于具有载流子扩散能力长和激子结合能小等优点,受到阻变存储器领域的特别关注。针对三维卤化物钙钛矿的不稳定性以及可溶性Pb2+的有毒性,我们合成出高质量无铅且具有高稳定性的钙钛矿,并构建高性能忆阻器,突破了目前性能的局限性。本项目主要研究内容是合成出高质量无铅全无机Cs3Cu2Br5和CsSnBr3钙钛矿薄膜,并构建了具有优异阻变性能的忆阻器。主要结果及关键数据如下:(1)利用旋涂法合成出高质量无铅Cs3Cu2Br5薄膜,构建的忆阻器呈现出优异的双极性阻变特性,包括超低的读写电压(0.45, -0.39 V)、合适的开关比(102)、优异的保持特性(>104)以及在80%相对湿度下优异的稳定性;(2) 利用一步溶液法合成出高质量无铅全无机CsSnBr3薄膜,构建具有优异稳定性的柔性忆阻器,同时实现了超低的工作电压(0.2, -0.15 V)和高的开关比(105)。本项目的实施为新型高稳定阻变存储材料的研发及高性能阻变器件的研制提供重要的理论和实验依据。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Tuning oxygen vacancies and resistive switching behaviors in amorphous Y2O3 film-based memories
调整非晶 Y2O3 薄膜存储器中的氧空位和电阻开关行为
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.166399
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    J. Alloys Compd.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zicong Guo;Yuanyuan Zhu;Jing Zhou;Xiaoyu Ma;Lixin Wang;Mengyao Chen;Yong Liu;Rui Xiong;Ziyu Wang;Chao Zuo;Hongjun Wang
  • 通讯作者:
    Hongjun Wang
Improved Performance of NbO(x) Resistive Switching Memory by In-Situ N Doping.
通过原位 N 掺杂提高 NbOx 阻变存储器的性能
  • DOI:
    10.3390/nano12061029
  • 发表时间:
    2022-03-21
  • 期刊:
    Nanomaterials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu J;Zhu Y;Liu Y;Wang H;Zou Z;Ma H;Wu X;Xiong R
  • 通讯作者:
    Xiong R
High-performance and humidity robust multilevel lead-free all-inorganic Cs3Cu2Br5 perovskite-based memristors
高性能、高湿度、多级无铅全无机 Cs3Cu2Br5 钙钛矿忆阻器
  • DOI:
    10.1063/5.0129311
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Appl. Phys. Lett.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zicong Guo;Rui Xiong;Yuanyuan Zhu;Ziyu Wang;Jing Zhou;Yong Liu;Daobin Luo;Youqing Wang;Hongjun Wang
  • 通讯作者:
    Hongjun Wang
Fabrication of Flexible Resistive Switching Devices Based on Lead-Free All-Inorganic CsSnBr3Perovskite Using a One-Step Chemical Vapor Deposition Method
一步化学气相沉积法制备基于无铅全无机 CsSnBr3 钙钛矿的柔性阻变器件
  • DOI:
    10.1002/aelm.202000799
  • 发表时间:
    2020-10-12
  • 期刊:
    ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wang, Hongjun;Lin, Jiaquan;Xiong, Rui
  • 通讯作者:
    Xiong, Rui
Tunable digital-to-analog switching in Nb2O5-based resistance switching devices by oxygen vacancy engineering
通过氧空位工程实现 Nb2O5 基电阻开关器件中的可调谐数模开关
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2021.152114
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jing Xu;Hongjun Wang;Yuanyuan Zhu;Yong Liu;Zhaorui Zou;Guoqiang Li;Rui Xiong
  • 通讯作者:
    Rui Xiong

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其他文献

基于VMD共振稀疏分解的滚动轴承故障诊断
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.2018.09.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨伟;王红军
  • 通讯作者:
    王红军
基于失效率的双重劣化系统订购替换策略
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j1702392
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王成;许建新;王红军;张振明
  • 通讯作者:
    张振明
电主轴故障分析及提高其可靠性措施
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    机械工程师
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  • 作者:
    籍永建;王红军
  • 通讯作者:
    王红军
一种变频相移干涉测量的相位提取算法
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘剑;田爱玲;刘丙才;王红军
  • 通讯作者:
    王红军
基于复杂系统退化机理的备件订购策略模型
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    西北工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王成;许建新;王红军;张振明
  • 通讯作者:
    张振明

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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