Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal-Organic Framework Vertical Heterojunction

Autor(es)

Albano, Luiz G. S. ^[1] ; Vello, Tatiana P. ^{[2, 1]} ; de Camargo, Davi H. S. ^{[3, 1]} ; da Silva, Ricardo M. L. ^{[3, 1]} ; Padilha, Antonio C. M. ^[1] ; Fazzio, Adalberto ^[1] ; Bufon, Carlos C. B. ^{[2, 3, 1]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Campinas - Brazil

^[2] Univ Campinas UNICAMP, Campinas - Brazil

^[3] Sao Paulo State Univ UNESP, Bauru, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Nano Letters; v. 20, n. 2, p. 1080-1088, FEB 2020.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Memristors (MRs) are considered promising devices with the enormous potential to replace complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology, which approaches the scale limit. Efforts to fabricate MRs-based hybrid materials may result in suitable operating parameters coupled to high mechanical flexibility and low cost. Metal-organic frameworks (MOFs) arise as a favorable candidate to cover such demands. The step-by-step growth of MOFs structures on functionalized surfaces, called surface-supported metal-organic frameworks (SURMOFs), opens the possibility for designing new applications in strategic fields such as electronics, optoelectronics, and energy harvesting. However, considering the MRs architecture, the typical high porosity of these hybrid materials may lead to short-circuited devices easily. In this sense, here, it is reported for the first time the integration of SURMOF films in rolled-up scalable-functional devices. A freestanding metallic nanomembrane provides a robust and self-adjusted top mechanical contact on the SURMOF layer. The electrical characterization reveals an ambipolar resistive switching mediated by the humidity level with low-power consumption. The electronic properties are investigated with density functional theory (DFT) calculations. Furthermore, the device concept is versatile, compatible with the current parallelism demands of integration, and transcends the challenge in contacting SURMOF films for scalable-functional devices. (AU)

• Processo FAPESP: 14/25979-2 - Fabricação e caracterização de dispositivos e sistemas baseados em nanomembranas híbridas
• Beneficiário: Carlos Cesar Bof Bufon
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 16/25346-5 - Dispositivos capacitivos para caracterização de nanoestruturas híbridas: estudo das propriedades elétricas de estruturas metal-orgânicas de superfície -SURMOFs- e ftalocianinas metálicas
• Beneficiário: Tatiana Parra Vello
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50906-9 - INCT 2014: em Materiais Complexos Funcionais (INOMAT)
• Beneficiário: Fernando Galembeck
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/05565-0 - Superfícies em semi-metal de Weyl
• Beneficiário: Antonio Cláudio Michejevs Padilha
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte
• Beneficiário: Adalberto Fazzio
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/25553-3 - Fabricação e caracterização de nanomembranas de estruturas metal-orgânicas de superfície (SURMOFs) auto-enroladas para aplicações em dispositivos eletrônicos ultracompactos
• Beneficiário: Luíz Gustavo Simão Albano
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado