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近日，福納新材料首席科學家、廈門大學謝素原院士，廈門大學洪文晶教授課題組在基于單個內嵌金屬富勒烯分子的非易失性存儲器件及其存算一體應用領域研究中取得重要進展，相關研究成果以“Room-temperature logic-in-memory operations in single- metallofullerenedevices”為題于7月14日發表在Nature Materials（《自然·材料》）。

      該研究成果展示了基于室溫下雙端單金屬富勒烯(Sc2C2@Cs(hept)-C88)器件中的單電偶極子翻轉的存儲邏輯運算。通過在單金屬富勒烯結上施加±0.8V的低電壓，發現記錄在不同偶極態之間的數字信息可以被可逆地原位編碼和存儲。由于[Sc2C2]基團被封裝在籠子中，相鄰器件之間的偶極間耦合預計將低于能壘U；因此，這些器件具有高密度集成的潛力。

       本項研究在一個單金屬富勒烯裝置上展示了14種布爾邏輯運算，為未來記憶和神經形態計算的發展提供了新的見解。由于微制造工藝中的技術挑戰，與柵極控制的三端子器件相比，本項研究的雙端子器件在未來的集成中具有優勢。本項研究中的密度泛函理論計算表明，非易失性記憶行為來自于富勒烯籠中[Sc2C2]基團的偶極重新取向。這一概念驗證代表著朝著室溫電操作、低功耗、雙端子內存邏輯器件邁出的重要一步，推動了使用納米電子器件進行存儲器內計算的發展。

       此外，本項研究的工作表明，具有封閉的單偶極子基團的超分子籠子是設計單分子記憶邏輯器件的目標分子的潛在方向。

       論文鏈接： //www.nature.com/articles/s41467-019-13389-7