Användningen av tvådimensionella (2-D) skiktade material för att förbättra kapaciteten hos elektroniska enheter är en lovande strategi som nyligen har fått stort intresse i både den akademiska världen och industrin. Dock, medan forskningen inom 2D metalliska och halvledande material är väletablerad, detaljerad kunskap och tillämpningar av 2-D isolatorer är fortfarande knappa.

Forskargruppen ledd av Dr. Mario Lanza, en Young 1000 Talent Professor född i Barcelona (Spanien) och baserad på Soochow University (Kina), leder en global satsning för att undersöka egenskaperna hos skiktad dielektrik. I hans senaste Avancerade funktionella material papper, Prof. Lanza och medarbetare konstruerade en familj av resistiva direktminnen (RRAM) med flerskikts hexagonal bornitrid (h-BN) som dielektrikum. De patenterade enheterna visar samexistensen av att bilda fri bipolär och tröskeltyp resistiv omkoppling (RS) med låga driftspänningar ner till 0,4 V, hög ström på/av-förhållanden upp till 1, 000, 000, och lovar retentionstider över 10 timmar, samt låg cykel-till-cykel och enhet-till-enhet variabilitet. RS drivs av korngränserna (GBs) i den polykristallina h-BN-stacken, som tillåter penetrering av metalljoner från intilliggande elektroder. Denna reaktion kan förstärkas av genereringen av B-vakanser, som är rikligare på GBs.

Denna undersökning har utvecklats i samarbete med Massachusetts Institute of Technology, Stanford University och Harvard University (bland andra). Dessa resultat kan ha väsentliga konsekvenser för utvecklingen av digitala elektroniska enheter gjorda av 2D-material.