Adv. Mater.氧化石墨烯納米帶用作信息存儲

【引言】

傳統的信息存儲裝置是通過特殊設計的電子器件來實現的。但是這些存儲裝置具有發熱量大，需要外置能源等缺點。生物膜中的離子遷移和生物電信號的產生在細胞中非常常見，在人腦中，記憶便是通過這些生物電信號而產生的。盡管這些生化反應強烈依賴于細胞環境，但也提供了一個信息儲存的新思路。

【成果簡介】

遵循這一思路，北京理工大學的曲良體教授（通訊作者）和美國凱斯西儲大學的戴黎明教授（通訊作者）等人通過尺寸限制的方法將氧化石墨烯納米帶堆疊在多層薄膜中，制備了一種可以實現自供電的信息存儲裝置。這一工作近期發表在了Advanced Materials上。這種信息存儲裝置具有高達10⁶的開/關信號比，與當前的電阻開關記憶二極管相比，具有更低的誤讀幾率，并且可以穩定讀寫1000次以上，具有很高的應用潛力。

【圖文導讀】

圖1：信息存儲材料的合成策略

（a）具有很多含氧集團的氧化石墨烯納米帶（GOR）被組合進入（b）二維的GOR-N網絡中

（c）氧化石墨烯納米帶被堆疊形成薄膜，其間形成的孔洞可以通過水合和脫水作用中進行張開和閉合。

（d）當含氧集團在GOR-NM中分布不均勻時，會在薄膜中形成離子濃度梯度。

圖2：GOR-NM的結構表征

（a）（b）為GOR-NM的SEM橫截面圖，（c）（d）為其頂視圖，（e）（f）為單層GOR-NM的TEM圖像，虛線標出的位置為孔道。

圖3基于氧化石墨烯納米帶的水分驅動的記憶器件

（a）器件示意圖（b）記憶器件的圖片（c）利用不同的ΔRH下收集到的信號。

（d-f）ΔRH=30%的條件下進行持久力和彎曲測試，（e）（f）分別為彎曲狀態和彎曲半徑的草圖。

（g）3×8的標準芯片的示意圖，可以通過人類的呼吸而輕松讀出。

（h）水分驅動讀出的“BIT”的ASCII碼，這些信息可以存儲超過30天。

【小結】

該論文重點介紹了一種基于氧化石墨烯納米帶的信息存儲器件，這種器件可以實現自我能量驅動，具有廣闊的應用前景。

文獻信息：Graphene Oxide Nanoribbon Assembly toward Moisture-Powered Information Storage?（Adv. Mater. 2016, DOI: 10.1002/adma.201604972）