合肥研究院在電阻轉(zhuǎn)換納米器件研究中取得新進展

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所納米材料與環(huán)境檢測研究室研究員劉錦淮和黃行九課題組在電阻轉(zhuǎn)換納米器件研究方面取得新進展。相關(guān)研究成果已被Small(DOI: 10.1002/smll.201501689)接收發(fā)表。

　　硫?qū)倩衔锛{米材料是當(dāng)前光電納米器件研究的熱點之一。特別是在電阻轉(zhuǎn)換器件方面，因其高密度、快響應(yīng)電存儲等特點具有良好的應(yīng)用前景。但是，現(xiàn)有常規(guī)的合成方法限制了該類材料新穎納米結(jié)構(gòu)的制備，如硒化銀納米帶結(jié)構(gòu)至今鮮有報道，不利用于發(fā)展新型的納米器件。

　　近年來，離子交換作為一種古老的技術(shù)在構(gòu)建新型納米結(jié)構(gòu)方面倍受關(guān)注。因其反應(yīng)受動力學(xué)控制，可在有效維持模板納米結(jié)構(gòu)的同時實現(xiàn)其組分改變。因此，在現(xiàn)有納米材料合成方法的基礎(chǔ)上，離子交換法極大地豐富了納米材料的結(jié)構(gòu)形貌?；诖耍n題組副研究員郭正通過合成硒化鋅納米帶，以其為模板與Ag⁺交換，首次實現(xiàn)了硒化銀納米帶的制備。結(jié)合L-B膜自組裝技術(shù)，研究人員進一步實現(xiàn)了納米帶陣列薄膜的構(gòu)筑。

　　研究人員通過系統(tǒng)研究自組裝硒化鋅納米帶向硒化銀納米帶演化時的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)自組裝構(gòu)筑的硒化鋅納米帶陣列器件可實現(xiàn)水溶液中銀離子的敏感檢測。在此基礎(chǔ)上，研究人員進一步構(gòu)筑了硒化銀納米帶陣列器件。電學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)筑的納米器件表現(xiàn)出互補式的電阻轉(zhuǎn)換行為。同時，研究發(fā)現(xiàn)硒化銀納米帶自組裝膜層數(shù)也直接影響到器件的電阻轉(zhuǎn)換電位。為了揭示硒化銀納米帶的電阻轉(zhuǎn)換機制，研究人員通過設(shè)計在電學(xué)測試過程中對電極間硒化銀納米帶進行原位SEM觀察，清晰地觀察到納米帶中被還原的金屬Ag隨掃描電位的改變而遷移且形成導(dǎo)線，導(dǎo)致納米帶電阻的變化。該研究工作將為發(fā)展新型的電阻轉(zhuǎn)換納米器件以及研究電阻轉(zhuǎn)換器件的工作機制提供新思路。

　　該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究計劃納米專項、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

(a)硒化銀納米帶電阻轉(zhuǎn)換行為機制，(b)電極間納米帶中銀遷移及導(dǎo)線形成過程原位SEM表征