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單個(gè)富勒烯分子能做邏輯運(yùn)算了！《Nature Materials》
近日，福納新材料首席科學(xué)家、廈門大學(xué)謝素原院士，廈門大學(xué)洪文晶教授課題組在基于單個(gè)內(nèi)嵌金屬富勒烯分子的非易失性存儲(chǔ)器件及其存算一體應(yīng)用領(lǐng)域研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Room-temperature logic-in-memory operations in single- metallofullerenedevices”為題于7月14日發(fā)表在Nature Materials（《自然·材料》）。
該研究成果展示了基于室溫下雙端單金屬富勒烯(Sc2C2@Cs(hept)-C88)器件中的單電偶極子翻轉(zhuǎn)的存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算。通過(guò)在單金屬富勒烯結(jié)上施加±0.8V的低電壓，發(fā)現(xiàn)記錄在不同偶極態(tài)之間的數(shù)字信息可以被可逆地原位編碼和存儲(chǔ)。由于[Sc2C2]基團(tuán)被封裝在籠子中，相鄰器件之間的偶極間耦合預(yù)計(jì)將低于能壘U；因此，這些器件具有高密度集成的潛力。
本項(xiàng)研究在一個(gè)單金屬富勒烯裝置上展示了14種布爾邏輯運(yùn)算，為未來(lái)記憶和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算的發(fā)展提供了新的見解。由于微制造工藝中的技術(shù)挑戰(zhàn)，與柵極控制的三端子器件相比，本項(xiàng)研究的雙端子器件在未來(lái)的集成中具有優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)研究中的密度泛函理論計(jì)算表明，非易失性記憶行為來(lái)自于富勒烯籠中[Sc2C2]基團(tuán)的偶極重新取向。這一概念驗(yàn)證代表著朝著室溫電操作、低功耗、雙端子內(nèi)存邏輯器件邁出的重要一步，推動(dòng)了使用納米電子器件進(jìn)行存儲(chǔ)器內(nèi)計(jì)算的發(fā)展。
此外，本項(xiàng)研究的工作表明，具有封閉的單偶極子基團(tuán)的超分子籠子是設(shè)計(jì)單分子記憶邏輯器件的目標(biāo)分子的潛在方向。
論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-019-13389-7
