Adv. Funct. Mater.: 通過化學破碎自組裝Janus氧化石墨烯并用于可規模化的高性能憶阻器

一、?【導讀】 ?

雙面神（Janus）結構二維（2D）材料由于其獨特的界面特性（親水/疏水性、正/負電性等），使其在光電器件、催化等領域得到廣泛的關注和應用。然而，利用簡單的方法制備大尺寸、高質量Janus結構2D材料是制約其可規模化應用的主要問題之一。

二、【成果掠影】

本工作通過一種簡易的方法（“化學破碎”+油/水兩相界面自組裝）來獲得大面積高質量的雙面神結構氧化石墨烯（J-GO）薄膜，再將其作為中間層構筑了垂直結構（Ag/J-GO/Au）的憶阻器，并研究了其電學阻變特性和作為人工突觸的可塑性等行為。結果顯示：Ag/J-GO/Au憶阻器展現出優異的閾值型阻變開關行為，例如低泄漏電流(≈10^-12?A)，低工作電壓(≈0.3 V)，高耐久性(>12,000 次)，以及成功模擬了生物突觸的部分典型可塑性行為。這項工作提供了一種獲得大面積、連續和均勻Janus 2D薄膜的新策略，并驗證了Janus 2D材料在固態微電子領域（電學仿生突觸）中的新應用。相關成果以“Self-Assembly of Janus Graphene Oxide via Chemical?Breakdown for Scalable High-Performance Memristors”為題發表在國際權威期刊Adv.?Funct. Mater., 2023, DOI:?10.1002/adfm.202302073.

?三、【核心創新點】

通過對GO的不對稱（親水/疏水性）修飾，使得其可以在油/水界面處自組裝成大面積、連續的高質量2D材料薄膜，同時可以將其轉移至任意目標基底上。該方法具有一定的普適性，為2D材料基光電器件的規模化應用提供了新方法。

?四、【數據概覽】

圖1. 大面積J-GO薄膜的制備工藝流程。

圖2. J-GO薄膜的形貌和尺寸表征。

圖3. J-GO薄膜的結構和電學特性。

圖4. 基于J-GO的電子突觸的人工突觸特性。

五、【成果啟示】

綜上所述，作者開發了一種獲得大面積、連續和均勻Janus 2D薄膜的普適性新策略。與其它傳統的方法相比，本工作中采用的方法的優點是產率高，并且在Janus材料中沒有引入外部的雜質。同時驗證了J-GO膜在憶阻型電子突觸中的應用，開拓了Janus 2D材料在固態微電子領域（電學仿生突觸）中的新應用。

原文詳情：

Self-Assembly of Janus Graphene Oxide via Chemical?Breakdown for Scalable High-Performance Memristors?

(Adv.?Funct. Mater., 2023, DOI:?10.1002/adfm.202302073)

文獻鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.20230207