Adv. Mater.氧化石墨烯纳米带用作信息存储

【引言】

传统的信息存储装置是通过特殊设计的电子器件来实现的。但是这些存储装置具有发热量大，需要外置能源等缺点。生物膜中的离子迁移和生物电信号的产生在细胞中非常常见，在人脑中，记忆便是通过这些生物电信号而产生的。尽管这些生化反应强烈依赖于细胞环境，但也提供了一个信息储存的新思路。

【成果简介】

遵循这一思路，北京理工大学的曲良体教授（通讯作者）和美国凯斯西储大学的戴黎明教授（通讯作者）等人通过尺寸限制的方法将氧化石墨烯纳米带堆叠在多层薄膜中，制备了一种可以实现自供电的信息存储装置。这一工作近期发表在了Advanced Materials上。这种信息存储装置具有高达10⁶的开/关信号比，与当前的电阻开关记忆二极管相比，具有更低的误读几率，并且可以稳定读写1000次以上，具有很高的应用潜力。

【图文导读】

图1：信息存储材料的合成策略

（a）具有很多含氧集团的氧化石墨烯纳米带（GOR）被组合进入（b）二维的GOR-N网络中

（c）氧化石墨烯纳米带被堆叠形成薄膜，其间形成的孔洞可以通过水合和脱水作用中进行张开和闭合。

（d）当含氧集团在GOR-NM中分布不均匀时，会在薄膜中形成离子浓度梯度。

图2：GOR-NM的结构表征

（a）（b）为GOR-NM的SEM横截面图，（c）（d）为其顶视图，（e）（f）为单层GOR-NM的TEM图像，虚线标出的位置为孔道。

图3基于氧化石墨烯纳米带的水分驱动的记忆器件

（a）器件示意图（b）记忆器件的图片（c）利用不同的ΔRH下收集到的信号。

（d-f）ΔRH=30%的条件下进行持久力和弯曲测试，（e）（f）分别为弯曲状态和弯曲半径的草图。

（g）3×8的标准芯片的示意图，可以通过人类的呼吸而轻松读出。

（h）水分驱动读出的“BIT”的ASCII码，这些信息可以存储超过30天。

【小结】

该论文重点介绍了一种基于氧化石墨烯纳米带的信息存储器件，这种器件可以实现自我能量驱动，具有广阔的应用前景。

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