利用银（Ag）插层的过渡金属硫族化合物制成的稳健型金属与半导体相变忆阻器

基于Ag+掺杂MoTe2的金属-半导体相变忆阻器首次实现可逆2H-1T/1T'相变，突破Li+离子稳定性瓶颈，在4 nm厚度下获得200000 on/off比，保持性提升300倍，非线性降低8倍，MNIST识别准确率达91.7%。

　　

摘要

基于过渡金属硫族化合物（TMDs）中嵌入的碱金属离子（Li⁺）的金属（1T/1T'）-半导体（2H）相变忆阻器（PTMEMs）表现出优异的电学性能，包括异突触可塑性。然而，Li⁺离子的低稳定性限制了PTMEMs的保持能力和开关比。本文首次展示了通过嵌入Ag⁺离子在MoTe₂中诱导的相变，从而实现了稳定的忆阻器操作。电压偏置控制下的Ag⁺离子迁移清晰地实现了可逆的2H-1T/1T'相变，这一过程通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱和拉曼映射得到了验证。随着Ag离子嵌入时间的增加，MoTe₂的忆阻机制从掺杂状态（4–8小时）转变为相变状态（12小时），在4纳米厚度下实现了200,000的开关比。与其他TMDs（>1.22）相比，MoTe₂由于具有较低的相变势垒（0.84）而表现出最明显的相变。嵌入的Ag⁺离子相比Li⁺离子提供了更出色的忆阻性能：开关比提高了100倍，保持能力提高了300倍，非线性降低了8倍（β_Ag = 0.5–0.6，β_Li = 4.0）。Ag⁺MoTe_{2 PTMEM在MNIST识别任务中的准确率达到91.7%，超过了Li⁺MoS2 PTMEM的81.7%。这些发现表明，Ag⁺MoTe2 PTMEM在先进的基于记忆的神经网络应用中具有巨大潜力。}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。