10月29日消息,据AZoM报道,一项发表于《自然·材料学(Nature Materials)》的研究揭示了二维纳米通道中离子记忆效应的力学起源:电压驱动下通道内形成的鼓包(blister)变形是产生记忆行为的关键机制,研究确立了机电耦合作为该类器件离子记忆的作用机制。

纳米流体器件通过极窄通道输运离子,在限域与表面相互作用下会产生异常电学行为,例如电流整流与忆阻滞后。此类离子记忆效应被认为在类脑神经形态计算中有应用潜力——用离子流模拟生物神经系统的信息处理方式。

此前学界提出过多种解释:离子特异性相互作用、界面化学反应、润湿性变化以及机械形变等,也有人猜测离子配对或聚电解质形成可能是层状材料通道记忆效应的驱动因素,但一直缺乏直接实验证据。本研究给出明确观测结果,排除了主流猜测中的若干解释,将机制收敛到机电耦合路径上。

机制澄清的工程意义在于:如果离子记忆源自电压诱导形变,那么通过调控层状材料的模量、层间结合强度与通道尺寸,即可定量设计记忆窗口与开关比。这为开发可靠的纳米流体忆阻器和离子基信息处理器件提供了明确材料学策略。 (来源:AZoM)