Adv. Funct. Mater.: 通过化学破碎自组装Janus氧化石墨烯并用于可规模化的高性能忆阻器

一、 【导读】  

双面神（Janus）结构二维（2D）材料由于其独特的界面特性（亲水/疏水性、正/负电性等），使其在光电器件、催化等领域得到广泛的关注和应用。然而，利用简单的方法制备大尺寸、高质量Janus结构2D材料是制约其可规模化应用的主要问题之一。

二、【成果掠影】

本工作通过一种简易的方法（“化学破碎”+油/水两相界面自组装）来获得大面积高质量的双面神结构氧化石墨烯（J-GO）薄膜，再将其作为中间层构筑了垂直结构（Ag/J-GO/Au）的忆阻器，并研究了其电学阻变特性和作为人工突触的可塑性等行为。结果显示：Ag/J-GO/Au忆阻器展现出优异的阈值型阻变开关行为，例如低泄漏电流(≈10^-12 A)，低工作电压(≈0.3 V)，高耐久性(>12,000 次)，以及成功模拟了生物突触的部分典型可塑性行为。这项工作提供了一种获得大面积、连续和均匀Janus 2D薄膜的新策略，并验证了Janus 2D材料在固态微电子领域（电学仿生突触）中的新应用。相关成果以“Self-Assembly of Janus Graphene Oxide via Chemical Breakdown for Scalable High-Performance Memristors”为题发表在国际权威期刊Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202302073.

 三、【核心创新点】

通过对GO的不对称（亲水/疏水性）修饰，使得其可以在油/水界面处自组装成大面积、连续的高质量2D材料薄膜，同时可以将其转移至任意目标基底上。该方法具有一定的普适性，为2D材料基光电器件的规模化应用提供了新方法。

 四、【数据概览】

图1. 大面积J-GO薄膜的制备工艺流程。

图2. J-GO薄膜的形貌和尺寸表征。

图3. J-GO薄膜的结构和电学特性。

图4. 基于J-GO的电子突触的人工突触特性。

五、【成果启示】

综上所述，作者开发了一种获得大面积、连续和均匀Janus 2D薄膜的普适性新策略。与其它传统的方法相比，本工作中采用的方法的优点是产率高，并且在Janus材料中没有引入外部的杂质。同时验证了J-GO膜在忆阻型电子突触中的应用，开拓了Janus 2D材料在固态微电子领域（电学仿生突触）中的新应用。

原文详情：

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

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

文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.20230207