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Reconfigurable Low-Voltage Hexagonal Boron Nitride Nonvolatile Switches for Millimeter-Wave Wireless Communications

材料科学 光电子学 非易失性存储器 插入损耗 氮化物 神经形态工程学 极高频率 电压 电气工程 纳米技术 电信 计算机科学 工程类 人工神经网络 机器学习 图层(电子)
作者
Sung Jin Yang,Mor Mordechai Dahan,Or Levit,Frank Makal,Paul Peterson,Jason Alikpala,SS Teja Nibhanupudi,Christopher J. Luth,Sanjay K. Banerjee,Myung Soo Kim,Andreas Roessler,Eilam Yalon,Deji Akinwande
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (4): 1152-1158 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.2c03565
摘要

Recently, nonvolatile resistive switching memory effects have been actively studied in two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides and boron nitrides to advance future memory and neuromorphic computing applications. Here, we report on radiofrequency (RF) switches utilizing hexagonal boron nitride (h-BN) memristors that afford operation in the millimeter-wave (mmWave) range. Notably, silver (Ag) electrodes to h-BN offer outstanding nonvolatile bipolar resistive switching characteristics with a high ON/OFF switching ratio of 1011 and low switching voltage below 0.34 V. In addition, the switch exhibits a low insertion loss of 0.50 dB and high isolation of 23 dB across the D-band spectrum (110 to 170 GHz). Furthermore, the S21 insertion loss can be tuned through five orders of current compliance magnitude, which increases the application prospects for atomic switches. These results can enable the switch to become a key component for future reconfigurable wireless and 6G communication systems.
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