深圳大学韩素婷团队开发平面型忆阻器实现类脑功能 | Cell Press对话科学家

CellPress：

请韩教授简要介绍开展这项工作的初衷。

韩素婷教授：

忆阻器的性能参数离散性问题一直是本领域的痛点问题，近年来，研究人员通过优化介质层、电极等尝试提供器件的一致性。研究表明，晶体材料由于微观结构和组成成分的均一性，有利于缓解离子迁移的随机性，集中化导电细丝的生长，提供器件一致性。但前期报道的晶态介质层通常涉及条件苛刻的生长过程（如CVD等）。本项目借助肽自组装技术，利用溶液法制备了一种准一维的晶态微米线，微米线的低离子迁移活化能和低维度可有效限域导电细丝的生长，实现了高一致性忆阻器的开发。

CellPress：

研究过程中是否遇到技术难题？是如何解决的？

韩素婷教授：

通过滴涂法得到的肽基微米线聚集成膜，如何在微米线膜中收集，选择和转移单根微米线，是本项目遇到的一个主要技术难点。通过反复的实验，我们优化了该技术难点，具体步骤可参见文章支持信息中的Figure S3。需要指出，微米线的尺寸不宜过细或过粗，过细的微米线在转移过程中可能破损，影响器件的良品率；过粗的微米线不利于导电细丝生长的集中化。本项目中，我们选用的微米线尺寸为500-600 nm，该尺寸的微米线在转移过程中展现出优异的机械性能，器件的良品率在90%以上。

CellPress：

这个工作将有希望在那些领域得到应用和发展？

韩素婷教授：

本项目借助肽基纳米技术展示了一种简易、高效的忆阻器一致性提升策略，对忆阻器离散性问题的解决提供了一种高可行性思路。在本工作的基础上，进一步优化介质层材料和器件结构（如缩小电极间距），有望实现生物级操作电压器件的构筑，实现超低功耗神经形态器件的构筑。此外，肽基组装材料具有生物相容属性和可降解性，结合适宜的电极材料，有望制备高性能的瞬态忆阻器，拓展忆阻器在植入领域的应用。

CellPress：

团队下一步的研究计划是什么？

韩素婷教授：

本团队的方向主要是新原理信息存储器件及机制研究，目前我个人比较感兴趣的方向是利用材料结构、电荷分布、分子极化等状态改变构建新原理存储器件，研究电场、光场及混合场效应对存储性能的调控机制，并将新原理存储器件及阵列并将其应用于感存算一体系统。对于肽基忆阻器而已，通过改变氨基酸序列、自组装溶液极性或侧链化学修饰可制备具有不同形貌和不同性质（光致发光、铁电效应）的肽基组装体，开发多场可编程的肽基忆阻器，并应用于传感器内计算（in-sensor computing）等领域。

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