基于GO/CuO异质结的超低功耗高稳定性光电忆阻器研究

【编辑推荐】本研究通过构建Ag/GO+CuO/SnO2/FTO忆阻器结构，创新性地利用氧化石墨烯(GO)与氧化铜(CuO)形成Type-II异质结，将器件光学响应范围扩展至近红外波段，实现90%的开关稳定性提升和<1V超低电压操作。该器件兼具光/电信号同步处理能力，为人工突触和神经形态计算(neuromorphic computing)提供了高效解决方案。

　　

亮点

SnO₂薄膜制备

采用旋涂法合成SnO₂薄膜：将ZnCl₂·2H₂O溶于异丙醇形成稳定溶液，经240°C热板加热后旋涂至FTO玻璃基底(1×1 cm)。

CuO纳米颗粒合成

创新性地在石墨烯中电化学沉积铜氧化物，形成具有可见光增强吸收特性的纳米复合材料。

结果与讨论

忆阻器采用SnO₂单层膜与GO+CuO复合层作为功能层，银(Ag)和FTO分别作为顶/底电极。图3(a)显示该器件I-V曲线在±1V超低电压下工作，较单层SnO₂器件展现出更优异的电阻开关特性。复合层使开关比提升3个数量级，响应速度加快10倍，归因于GO与CuO纳米颗粒间的高效电荷转移。

结论

通过旋涂法制备的Ag/GO+CuO/SnO₂/FTO结构忆阻器，其双层设计显著提升了电阻开关性能和光响应能力。对数坐标下的I-V曲线分析表明，该器件行为符合空间电荷限制电流(SCLC)机制，为开发兼具超低功耗和高稳定性的光电神经形态器件提供了新范式。