二维忆阻材料及其阻变机理研究进展

二维材料由于具有超薄、柔性的层状结构，有望突破传统阻变材料难以降低忆阻器尺寸的限制，成为存储器、柔性电子、神经形态计算等领域的研究热点。本文从器件结构、材料种类、开关机理、电极和功能层改性等方面综述和分析了近年来二维材料基忆阻器的研究进展。“三明治”结构是忆阻器最常用的结构，通过插入调节层可提高器件稳定性；平面结构可操控性较差，但其独特的易观察性为研究忆阻器的阻变机理提供了有力工具。石墨烯及其衍生物和二硫化钼忆阻器阻变性能较好且应用广泛；二硫化钨、碲化钼、六方氮化硼、黑磷、MXene、二维钙钛矿等也逐渐被应用于忆阻器，但性能仍需优化。器件开关机制主要包括导电细丝、电荷俘获与释放、原子空位等。选择功函数合适的电极，可有效调控界面势垒和载流子输运；通过将二维材料与聚合物复合或掺杂纳米粒子，可有效降低器件的离散性。下一步应从界面性质精确控制和耐弯曲耐极端温度等方面深入研究，为新型二维材料忆阻器的工业化应用奠定基础。