Adv. Mater.氧化石墨烯纳米带用作信息存储

北京理工大学的曲良体教授(通讯作者)和美国凯斯西储大学的戴黎明教授(通讯作者)等人通过尺寸限制的方法将氧化石墨烯纳米带堆叠在多层薄膜中,制备了一种可以实现自供电的信息存储装置。

【引言】

传统的信息存储装置是通过特殊设计的电子器件来实现的。但是这些存储装置具有发热量大,需要外置能源等缺点。生物膜中的离子迁移和生物电信号的产生在细胞中非常常见,在人脑中,记忆便是通过这些生物电信号而产生的。尽管这些生化反应强烈依赖于细胞环境,但也提供了一个信息储存的新思路。

【成果简介】

遵循这一思路,北京理工大学的曲良体教授(通讯作者)和美国凯斯西储大学的戴黎明教授(通讯作者)等人通过尺寸限制的方法将氧化石墨烯纳米带堆叠在多层薄膜中,制备了一种可以实现自供电的信息存储装置。这一工作近期发表在了Advanced Materials上。这种信息存储装置具有高达106的开/关信号比,与当前的电阻开关记忆二极管相比,具有更低的误读几率,并且可以稳定读写1000次以上,具有很高的应用潜力。

【图文导读】

图1:信息存储材料的合成策略

Adv. Mater.氧化石墨烯纳米带用作信息存储

(a)具有很多含氧集团的氧化石墨烯纳米带(GOR)被组合进入(b)二维的GOR-N网络中

(c)氧化石墨烯纳米带被堆叠形成薄膜,其间形成的孔洞可以通过水合和脱水作用中进行张开和闭合。

(d)当含氧集团在GOR-NM中分布不均匀时,会在薄膜中形成离子浓度梯度。

图2:GOR-NM的结构表征

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(a)(b)为GOR-NM的SEM横截面图,(c)(d)为其顶视图,(e)(f)为单层GOR-NM的TEM图像,虚线标出的位置为孔道。

图3基于氧化石墨烯纳米带的水分驱动的记忆器件

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(a)器件示意图(b)记忆器件的图片(c)利用不同的ΔRH下收集到的信号。

(d-f)ΔRH=30%的条件下进行持久力和弯曲测试,(e)(f)分别为弯曲状态和弯曲半径的草图。

(g)3×8的标准芯片的示意图,可以通过人类的呼吸而轻松读出。

(h)水分驱动读出的“BIT”的ASCII码,这些信息可以存储超过30天。

【小结】

该论文重点介绍了一种基于氧化石墨烯纳米带的信息存储器件,这种器件可以实现自我能量驱动,具有广阔的应用前景。

文献信息:Graphene Oxide Nanoribbon Assembly toward Moisture-Powered Information Storage (Adv. Mater. 2016, DOI: 10.1002/adma.201604972)

本文由材料人编辑部纳米组葛咏供稿,材料牛编辑整理。

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