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A Highly Crystalline Single Layer 2D Polymer for Low Variability and Excellent Scalability Molecular Memristors

材料科学 记忆电阻器 量子隧道 纳米技术 制作 纳米尺度 扫描隧道显微镜 多孔性 导电原子力显微镜 聚合物 双层 导电体 光电子学 原子力显微镜 复合材料 电子工程 工程类 生物 病理 医学 遗传学 替代医学
作者
Lei Liu,Bowen Geng,Wenyan Ji,Lingli Wu,Shengbin Lei,Wenping Hu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (6) 被引量:25
标识
DOI:10.1002/adma.202208377
摘要

Large-scale growth of highly crystalline single layer 2D polymers (SL-2DPs) and their subsequent integration into memristors is key to advancing the development of high-density data storage devices. However, leakage problems resulting from the porous structure of 2DPs continue to make such advances extremely challenging. Herein, we overcome this issue by incorporating long alkoxy chains into key molecular building blocks to obtain a highly crystalline 2DP, as visualized by scanning tunneling microscopy, and prevent metal permeation in the subsequent device fabrication process. SL-2DP memristors constructed via direct evaporation of the top electrodes exhibit low variability (σVset = 0.14) due to the single-monomer-thick feature together with the high regular structure and coordination ability which minimizes the stochastic spatial distribution of conductive filaments (CFs) in both vertical and lateral dimensions. The variability is further decreased to 0.04 by confining the formation and fracture of CFs to the interface through the utilization of bilayer junctions. Using peak force tunneling atomic force microscopy, the nanometer scalability (< 50 nm2 ) and low power consumption of these molecular memristor devices are demonstrated.
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