Small | 空位诱导二维WS2突触行为

具有非易失性存储特性的忆阻器有望为神经形态计算和数字逻辑开辟一个新时代。然而，现有的基于氧空位或金属离子导电丝机构的忆阻器装置通常具有大的工作电流，这难以满足低功耗要求。因此，非常有必要开发新的材料以实现与氧空位或金属离子导电丝的机理不同的忆阻器器件以实现低功率运行。本文中，展示了基于具有2H相位的2D WS2的高性能和低功耗忆阻器，它们具有13 ns（14 ns）的快速ON（OFF）切换时间，在ON状态下的低编程电流为1μA，以及SET（重置）能量达到飞焦耳的水平。此外，忆阻器可以模拟基本的生物突触功能。

重要的是，提出硫和钨空位的产生以及空位之间的电子跳跃是电阻转换性能的主要原因。密度泛函理论计算表明，硫和钨空位形成的缺陷状态处于较深的水平，可以防止电荷泄漏，并有助于实现神经形态计算应用的低功耗。

Pd / WS2 / Pt设备的示意图

生物突触PPF和STDP特性的模拟

关键词：2D materials, density functional theory calculations, low-power, memristors, vacancies, WS2 nanosheets

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.201901423