通过局部垂直于平面的铁电掺杂实现的多功能可重构肖特基势垒器件

《Advanced Materials Technologies》：Multifunctional Reconfigurable Schottky Barrier Device Enabled by Local Out-of-Plane Ferroelectric Doping

该研究提出利用α-In?Se?的OOP铁电性调制肖特基势垒，设计双电极结构实现整流、多级存储、突触可塑性、光生伏特效应和光电检测功能。在28级存储状态下保持时间超3000秒，最大整流比55.4，光电识别准确率达88.2%，为新型多功能低功耗器件开发提供新思路。

　　

摘要

为应对人工智能应用的快速发展，新兴的计算架构需要低功耗、结构简单且功能多样的存储设备。尽管二维（2D）存储设备提供了有前景的解决方案，但在多功能性与结构简洁性之间仍存在显著矛盾。本研究提出了一种利用α-In₂Se₃的垂直（OOP）铁电效应进行肖特基势垒调制的方法。通过采用双电极设计，WSe₂/α-In₂Se₃器件将整流功能、多级存储、突触行为和光伏效应无缝集成在一个平台上。利用α-In₂Se₃的OOP铁电调制特性，该器件实现了出色的可重构整流性能，最大整流比达到55.4，并支持28种存储状态，保持时间超过3000秒。此外，该器件还表现出动态突触可塑性，包括配对脉冲促进（PPF）、长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）现象。凭借118种不同的多级电流状态以及LTP和LTD过程中的强线性特性，该器件在Fashion Modified National Institute of Standard and Technology数据集上的识别准确率达到88.2%。该器件还具备可重构的光伏效应和光检测功能。这些结果凸显了通过局部铁电掺杂实现的肖特基势垒调制在推动未来计算系统和传感网络发展方面的潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。