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东京工业大学的一组研究人员对原子开关的内部工作有了前所未有的了解。通过研究开关内部形成的微小金属“桥”的成分,他们的发现可能会刺激原子开关的设计,并提高其性能。
原子开关被称为最小的电化学开关,可以改变信息技术的面貌。由于其纳米级尺寸和低功耗,有望与下一代电路集成,从而推动人工智能(AI)和物联网(IoT)设备的发展。
尽管出现了各种各样的设计,但一个有趣的问题与电线或桥的性质有关,这对开关的操作至关重要。该桥形成在夹在两个电极之间的金属硫化物层中,并通过施加电压以诱导电化学反应来控制。桥的形成和消失决定了开关是开还是关。
目前,包括Akira Aiba、相叶Kiguchi和来自东京工业大学化学系的同事在内的研究团队已经找到了一种有用的方法来准确检查桥梁的成分。
通过冷却原子开关,使用称为点接触光谱(PCS)的低温测量技术来研究电桥就足够了。他们的研究表明,该桥由金属硫化物中的电极和金属原子组成。Kiguchi解释说,这一令人惊讶的发现使人们普遍认为桥只来自电极。
该团队比较了不同电极组合(铂和银,或铂和铜)和金属硫化物层(Cu2S和Ag2S)的原子开关。在这两种情况下,他们发现桥主要由银组成。
在ACS Applied MaterialsInterfaces发表的一篇论文中,研究人员指出,银在桥中占主导地位的原因可能是“银离子比铜离子具有更高的迁移率”。
他们得出结论,“最好使用低迁移率金属”来设计稳定性更高的原子开关。
在推广原子开关技术方面还有很多需要探索的地方,该团队正在继续研究哪种元素组合对提高性能最有效。
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