卤化钙钛矿材料在忆阻器中的应用
由于冯·诺依曼瓶颈和摩尔定律的局限性，具有低功耗，可扩展性和高速性的新型神经形态架构和存储技术备受关注。忆阻器是一个两端突触设备，在神经形态计算和信息存储应用中显示出强大的功能。具有高缺陷迁移速度和低缺陷迁移势垒的活性材料对于高性能忆阻器非常有前途。具有点缺陷（例如，间隙，空位和倒位）的卤化钙钛矿材料在忆阻器中具有强大的应用潜力。在综述中，中科院半导体研究所程传同研究员等回顾了具有出色性能的卤化钙钛矿忆阻器的最新进展，包括电学忆阻器和光学忆阻器。此外，综述中还详细的介绍了卤化钙钛矿材料的特性和器件的制备方法。
迄今为止，已经使用了各种材料来制造忆阻器，包括金属氧化物，有机物，硫族化合物，尤其是卤化物钙钛矿。卤化物钙钛矿也已成功用于发光二极管，场效应晶体管和光电探测器。由于卤化物钙钛矿中的混合离子-电子传导行为允许卤化物抗衡离子在施加的光，电场或热场下移动，因此卤化物钙钛矿非常适合忆阻器应用。
该综述对卤化物钙钛矿在忆阻器中的应用进行了分析，详细的介绍了忆阻器的分类，阻变机制和导电机制。对卤化物钙钛矿材料在电学忆阻器，光学忆阻器，人工突触等应用也进行了详细的解释。
图1：忆阻器的器件结构，特性和机制。
（a）四个基本电路元件。（b）忆阻器模型。（c）Au/MAPbI3-xClx/ITO结构的示意图。（d）Ta/Ta2O5:Ag/Ru结构的典型的电流-电压突变曲线。（e）垂直结构Au/MAPbI3/PEDOT:PSS/ITO的示意图和忆阻器的暗电流。（f）突触工作原理示意图。（g）电化学金属化机制处于ON和OFF状态的原子开关图。（h）价变化机制引起的电阻切换行为的示意图。（i）TiN/SiO2/Si结构的肖特基势垒示意图。
图2：卤化物钙钛矿材料的特性：（a）可调的带宽。（b）结构可变。（c）高载流子迁移率。（d）良好的光吸收。（e）超高柔韧性。
基于卤化钙钛矿忆阻器的快速发展表明，由于卤化钙钛矿新颖的结构和卓越的性能，有望在忆阻器的应用中大放光彩。另外，卤化钙钛矿可以在衬底上轻松合成，因此适合与硅CMOS集成电路进行单片集成，这将为基于纳米卤化钙钛矿的忆阻器与CMOS电子电路集成提供机会，以用于信息存储和神经形态计算应用。
The application of halide perovskites in memristors
Gang Cao, Chuantong Cheng, Hengjie Zhang, Huan Zhang, Run Chen, Beiju Huang, Xiaobing Yan, Weihua Pei, Hongda Chen
J. Semicond. 2020, 41(5): 051205
doi: 10.1088/1674-4926/41/5/051205
