中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近幾年來(lái)，有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化的鈣鈦礦材料作為一種新型的太陽(yáng)電池材料得到了持續(xù)關(guān)注。由于制備方法簡(jiǎn)單，器件效率優(yōu)勢(shì)明顯，這類鈣鈦礦材料迅速成為新能源領(lǐng)域的“明星”。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池之所以具有可觀的光電轉(zhuǎn)換性能，材料本身優(yōu)良的載流子傳輸能力是一個(gè)決定性因素，而這種性質(zhì)極有可能賦予鈣鈦礦材料在其他更多領(lǐng)域“一展身手”的機(jī)會(huì)。 憶阻是指一類具有記憶響應(yīng)的電阻，其具有的高、低阻兩個(gè)電阻狀態(tài)恰好對(duì)應(yīng)了二進(jìn)制中“0”和“1”兩個(gè)狀態(tài)，因此，憶阻器在信息存儲(chǔ)及計(jì)算領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。相較于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)材料，憶阻具有非易失性、低能耗、高開(kāi)關(guān)比、快響應(yīng)速度以及超越摩爾定律限制的能力等性質(zhì)。在傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體發(fā)展越來(lái)越接近極限的時(shí)代背景下，有關(guān)憶阻器的研究激發(fā)了廣泛的研究興趣。 

近期陸續(xù)有相關(guān)工作報(bào)道了有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化的鈣鈦礦材料的憶阻性質(zhì)及其作為信息存儲(chǔ)材料的潛力。北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院的鄒德春教授研究團(tuán)隊(duì)，作為最早發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦材料憶阻性質(zhì)的科研團(tuán)隊(duì)之一，在之前的工作中，探究了鈣鈦礦的憶阻性質(zhì)并對(duì)器件的性能進(jìn)行了優(yōu)化，在平面性鈣鈦礦憶阻器件上實(shí)現(xiàn)了非常高的開(kāi)關(guān)比。

最近，又基于多年研究纖維電子器件的經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成功研制了第一個(gè)纖維形態(tài)的鈣鈦礦憶阻器件。整個(gè)器件制備在鈦絲基底上，由于鈣鈦礦前體溶液很難均勻附著在這樣的曲面基底上，因此首先利用自制的涂絲機(jī)在纖維基底表面制備了一層均勻的TiO2多孔層。得益于TiO2多孔層的高比表面及多孔性質(zhì)，鈣鈦礦前體液在曲面基底上的附著能力顯著提高，最終制備的鈣鈦礦功能層的質(zhì)量也有了明顯的改善。

通過(guò)對(duì)器件的憶阻性、穩(wěn)定性、重復(fù)性等進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，纖維憶阻器件表現(xiàn)出良好的綜合性能，特別是具有較低的開(kāi)關(guān)電壓，有利于降低實(shí)際使用的能耗以及提高使用的安全性。通過(guò)與SCLC（space charge limited conduction）等導(dǎo)電模型進(jìn)行擬合，對(duì)鈣鈦礦憶阻的在不同電壓區(qū)間的導(dǎo)電機(jī)理和過(guò)程進(jìn)行了探究，揭示了鈣鈦礦合適的能級(jí)位置和能帶結(jié)構(gòu)對(duì)于器件性能的決定性作用。

這項(xiàng)研究工作大大豐富了鈣鈦礦憶阻領(lǐng)域的研究，并為其進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了新的思路。特別是纖維形態(tài)這個(gè)要素，有望推動(dòng)鈣鈦礦材料在可穿戴存儲(chǔ)/計(jì)算器件領(lǐng)域的全新應(yīng)用。