二维 (2D) 材料因其超薄缩放和可控界面特性而成为高密度纳米电子学中电阻式存储器的理想候选材料。然而，高加工温度和机械转移困难是与它们在具有横杆结构的大面积实施相关的有趣挑战。高处理温度可能会损坏底部电极的电气功能，而二维材料的机械转移可能会引入不希望的微观缺陷和宏观不连续性。

近日，成均馆大学Sunkook Kim基于硒物种在预沉积的钼薄膜中的受控扩散设计了硒化工艺。

文章要点

1）热力学条件，如温度，保持足够高以引起 Mo 和 Se 之间的反应。研究人员通过详细的化学成分和形态分析分析了 Se 的浓度和 Mo 与 Se 之间的反应效率。然后进一步利用该 Se 梯度有效地开发用于电阻式存储器应用的 Mo// MoSe(x<2)/MoSe₂ 叠层。

2）提出的这种原位技术成功地消除了与金属底部电极上的 MoSe2 机械剥离相关的挑战以及其他与集成相关的问题。尽管本研究初步说明了硒在钼中的受控扩散，但它可以应用于一大类功能性二维过渡金属二硫化物 (TMDC)。首先，在 4 英寸 Si/SiO₂ 晶片上沉积 50 nm Mo，并控制 Se 扩散以生成原位 Mo// MoSe(x<2)/MoSe₂ 层。因此，BE 不需要制造金属-半导体-金属 (MSM) 结构，在这种情况下，Mo//Mo:Se//Ag 交叉阵列。

3）研究人员使用高分辨率透射电子显微镜 (HR-TEM) 和深度剖面 X 射线光子光谱 (XPS) 证实了 Mo//Mo:Se 的原位制造。具有 Ag 顶部电极的 Mo// Mo:Se 横杆式忆阻器表现出超过 25 的开/关比、低开关电压（~1.1 V）、超过 10⁴ s 的保留时间，以及在使用随机访问的存储单元重复循环时的最小变化。

参考文献

Arindam Bala, et al, In Situ Synthesis of Two-Dimensional Lateral Semiconducting-Mo:Se//Metallic-Mo Junctions Using Controlled Diffusion of Se for High-Performance Large-Scaled Memristor, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.2c08615

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08615