综述：揭示全无机钙钛矿忆阻器在神经形态和逻辑应用中的潜力

这篇综述系统阐述了全无机钙钛矿（all-inorganic perovskite）忆阻器（memristor）在突破冯·诺依曼架构瓶颈中的潜力，重点探讨了其通过组分工程（composition engineering）、维度调控（dimensionality modulation）和异质结设计（heterojunction structure）实现的优异电阻开关（RS）性能（ION/OFF 达109 ），以及在人工突触（artificial synapse）和逻辑运算中的创新应用。

　　

Abstract

全无机钙钛矿半导体因其在高性能光电器件中的潜力和恶劣环境下的稳定性优势引发广泛研究。通过组分工程、维度调控和薄膜工艺优化，其忆阻器在电学特性（如I_ON/OFF
比值）、重现性和长期稳定性方面取得显著进展。本文综述了该类材料在人工突触和逻辑运算中的应用，并探讨了电阻开关机制与未来商业化挑战。

Introduction

金属卤化物钙钛矿（ABX₃
结构）作为新一代半导体，已在太阳能电池（效率>26%）等领域大放异彩。全无机钙钛矿因稳定性突出成为忆阻器研究热点。传统冯·诺依曼架构受“内存墙”（memory wall）和“功耗墙”（power wall）限制，而忆阻器的两终端结构（TE/BE）通过模拟生物突触可塑性（synaptic plasticity），为神经形态计算提供解决方案。

Physical properties of all-inorganic perovskites

3D钙钛矿中，A位（Cs⁺
/Rb⁺
）、B位（Pb²⁺
/Sn²⁺
）和X位（I^?
/Br^?
）的调控可优化载流子迁移率与缺陷容忍度。全无机钙钛矿的离子迁移特性（ionic migration）是电阻开关现象的核心。

Working mechanisms of memristors

忆阻器通过“SET”（HRS→LRS）和“RESET”（LRS→HRS）过程实现状态切换。机制包括细丝传导（filament conduction）和界面势垒调制（interface barrier modulation），其中氧空位（V_O
）和卤素空位（V_X
）的迁移起关键作用。

Pb-based all-inorganic perovskites memristors

铅基钙钛矿（如CsPbBr₃
）因高对称性晶体结构和铅的独特电子构型展现优异RS性能，但铅毒性（Pb toxicity）限制其应用。

Lead-free all-inorganic perovskite memristors

锡（Sn²⁺
）替代面临易氧化（Sn²⁺
→Sn⁴⁺
）问题，而双钙钛矿（如Cs₂
AgBiBr₆
）通过B位双金属设计实现无铅化。

Heterojunction structure

钙钛矿/钙钛矿异质结（如CsPbI₃
/CsPbBr₃
）通过能带工程（band engineering）增强界面电荷捕获，提升RS比和耐久性。

Artificial synapses

忆阻器可模拟长时程增强（LTP）和抑制（LTD）等突触行为，其脉冲频率依赖性（spike-rate-dependent plasticity）为神经形态网络提供硬件基础。

Conclusions

全无机钙钛矿忆阻器在神经形态计算中展现巨大潜力，但需进一步阐明RS机制并平衡性能、稳定性与成本。

Future perspectives

未来需开发原位表征技术（如原位TEM）揭示离子迁移路径，并通过机器学习优化材料组合，推动商业化进程。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非原文信息。）