基于MoS2/WS2二维材料异质结的超薄柔性忆阻器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61774067
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    熊伟
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    F0401.半导体材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The discovery of two-dimensional (2D) materials brings great opportunities for the construction of ultrathin, flexible and high-performance memristors. To address the issues in 2D material growth/assembly and the fabrication of high-performance 2D material memristor, this project proposes to exploit the excellent characteristics of 2D material heterojunctions to develop an ultrathin and flexible metal/semiconductor/metal (MSM) type memristor, which could outperform the classical metal/insulator/metal (MIM) type memristor. The main research contents include the growth of high-quality 2D crystalline thin films and heterojunctions; studying the characteristics and mechanism of the memristive switching behavior in MoS2/WS2 heterojunctions; fabrication and test of ultrathin and flexible memristors. The project will focus on employing solid-phase growth method for single-step controlled growth of MoS2/WS2 heterojunctions; construction of new memristive switching mechanism for MoS2/WS2 heterojunctions, and realization of crossbar array of 2D material memristor. The project will produce important innovation on the memristive switching mechanism of 2D material memristors, and make original contributions to the field of ultrathin and flexible memristive materials and devices, laying a solid foundation to the development of high-performance memristors on both theoretical and technical aspects.
二维材料的发现为构建超薄柔性忆阻器带来了契机。针对二维材料生长集成工艺的不足和高性能二维材料忆阻器的缺乏，提出利用半导体二维材料异质结的优异忆阻特性构建一种超薄柔性金属/半导体/金属（MSM）型忆阻器，突破传统金属/绝缘体/金属（MIM）型忆阻器的性能局限。主要内容包括高品质二维材料和MoS2/WS2异质结的生长；MoS2/WS2异质结的忆阻特性和机理研究；基于碳纳米管/异质结/石墨烯结构的MSM型超薄柔性忆阻器的制作和测试。项目将重点探索如何利用快速固相硫化技术单步生长品质可控的MoS2/WS2二维材料异质结结构，并建立新型的MoS2/WS2异质结构忆阻机理模型，实现二维材料MSM型忆阻器交叉阵列的制造。本项目将在二维材料忆阻机理方面产生重要的理论创新，在探索超薄柔性忆阻功能材料和二维材料忆阻器方面取得原创性成果，为我国高性能忆阻器的发展奠定坚实的理论和技术基础。

结项摘要

二维材料的发现为构建超薄、柔性和具有高稳定性的忆阻器带了契机。而相关忆阻机理理论的缺乏和成本高昂的二维材料生长工艺是阻碍器件发展的两大关键问题。本项目开发了新型二维材料制备工艺，通过对固相前驱体金属原子层的高温硫化，实现了2英寸晶圆级的过渡金属硫化物硫化钼（MoS2）和硫化钨（WS2）的制备，并通过飞秒激光与材料作用产生的非线性光学特性对材料表面形貌、层数和晶轴取向等进行了检测。另外，本项目开展了过渡金属硫化物忆阻特性的研究，制备了以超薄的WS2/MoS2异质结作为忆阻器功能层的忆阻器件，并研究了二维材料异质结忆阻器的工作机理，这种基于金属-半导体异质结-金属（MHM）架构的忆阻器有效地减少了传统金属-绝缘体-金属（MIM）结构忆阻器跳变过程中的随机性，使得器件性能更加稳定。本研究表明以二维材料异质结为主体的忆阻器架构不仅能实现稳定、超薄和低功耗的忆阻器制作，其材料本身还兼具柔性、透明和光电响应等特性，有望成为构建未来人工智能和类脑计算系统的基本元件。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
Full-color enhanced second harmonic generation using rainbow trapping in ultrathin hyperbolic metamaterials.
利用超薄双曲超材料中的彩虹捕获实现全色增强二次谐波生成
  • DOI：
    10.1038/s41467-021-26818-3
  • 发表时间：
    2021-11-05
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Li J;Hu G;Shi L;He N;Li D;Shang Q;Zhang Q;Fu H;Zhou L;Xiong W;Guan J;Wang J;He S;Chen L
  • 通讯作者：
    Chen L
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  • DOI：
    10.1002/admt.202101230
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Advanced Materials Technologies
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Jingwei Liu;Yuncheng Liu;Chunsan Deng;Kewang Yu;Xuhao Fan;Wenguang Zhang;Yufeng Tao;Huace Hu;Leimin Deng;Wei Xiong
  • 通讯作者：
    Wei Xiong
Nonlinear Optical Characterization of 2D Materials.
二维材料的非线性光学表征
  • DOI：
    10.3390/nano10112263
  • 发表时间：
    2020-11-16
  • 期刊：
    Nanomaterials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou L;Fu H;Lv T;Wang C;Gao H;Li D;Deng L;Xiong W
  • 通讯作者：
    Xiong W
Precise assembly and joining of silver nanowires in three dimensions for highly conductive composite structures
银纳米线在三个维度上的精确组装和连接，用于高导电复合结构
  • DOI：
    10.1088/2631-7990/ab17f7
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF EXTREME MANUFACTURING
  • 影响因子：
    14.7
  • 作者：
    Liu, Ying;Xiong, Wei;Lu, Yong Feng
  • 通讯作者：
    Lu, Yong Feng
Anisotropic Enhancement of Second-Harmonic Generation in Monolayer and Bilayer MoS2 by Integrating with TiO2 Nanowires
通过与 TiO2 纳米线集成增强单层和双层 MoS2 中二次谐波产生的各向异性
  • DOI：
    10.1021/acs.nanolett.9b01933
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    NANO LETTERS
  • 影响因子：
    10.8
  • 作者：
    Li, Dawei;Wei, Chengyiran;Lu, Yongfeng
  • 通讯作者：
    Lu, Yongfeng

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    熊伟
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
    刘建立;管伟;程丽莉;于澎涛;熊伟;王彦辉;徐丽宏
  • 通讯作者：
    徐丽宏

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

        graph TD
          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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