埃级石墨烯边缘忆阻器：应力调控转移实现几何定义0.34×0.34 nm2电极与370 nW低功耗概率位运算

《Nature Communications》：Stress-engineered 0.34?nm graphene memristors for low-power probabilistic computing

　　

摘要

忆阻器在神经形态计算电子学领域极具前景，但因其有序纳米级电极难以制造，器件缩放受限。在此，我们报道了一种埃级石墨烯边缘忆阻器，其交叉电极面积由几何结构精确定义为 0.34 × 0.34 nm2。实现这一成果的关键在于我们提出的应力分布调控技术，该技术可将完整石墨烯无损转移至光滑垂直侧壁上。将该技术与化学机械抛光及晶圆级键合工艺相结合，我们成功制备了一种埃级忆阻器，基于几何定义的 0.34 × 0.34 nm2 交叉石墨烯边缘电极面积，该器件展现出超过 103 的开关比和易失性特征。此外，该器件在概率位系统演示中表现出显著的低功耗（370 nW）潜力。本工作为高密度忆阻器阵列的建立提供了一种可行策略，并提出了一种力学方法，用于在非传统几何构型中操控二维材料，并将其集成到下一代纳米器件中。