细菌纤维素基忆阻器的构筑与性能研究

摘要

细菌纤维素（BC）因具有低热膨胀系数、耐水耐溶剂及良好的生物相容性等优点，被视为一种优异的生物忆阻功能材料。然而，BC分子链富含羟基，导致分子间氢键作用力强烈，进而影响其悬浮液的分散性，这不利于忆阻功能层的制备及均匀性，从而制约忆阻性能的提升。为改善这一问题，采用四甲基哌啶氧化物（TEMPO）对BC进行氧化处理，通过引入钠离子（Na⁺）来减弱分子链间的作用力，成功获得均匀分散的TEMPO氧化细菌纤维素（TOBC）,并基于此构筑忆阻器。TOBC基忆阻器展现出稳定的非极性电阻开关性能，器件能够稳定循环120次，阻态保持时间超过1 200 s,且开关响应时间仅为50 ns。在正向和负向电压下该忆阻器的电阻转变过程分别遵循空间电荷限制电流（SCLC）机制和肖特基发射机制。本研究为新型纤维素基忆阻器的构建及性能调控提供了新的思路。

关键词

氧化细菌纤维素 / 忆阻器 / 忆阻机制 / 非极性忆阻转变

基金资助

上海市青年科技启明星计划(22QA1400400); 2022年东方英才计划领军项目(No.152)