Memoria de conmutación resistiva intrínsecamente estirable habilitada mediante la combinación de un electrodo suave basado en metal líquido y un aislante de estructura metal-orgánica

Resumen La flexibilidad mecánica y la fiabilidad eléctrica establecen los criterios fundamentales para dispositivos electrónicos portátiles e implantables. Para obtener memorias resistivas de conmutación intrínsecamente estirables, tanto el electrodo como los medios de almacenamiento deben ser flexibles, pero mantener propiedades eléctricas estables. Resultados experimentales y análisis por elementos finitos revelan que la formación de una red conductiva de calabaza 3D de galinstano (GaInSn) en una matriz de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) permite que el compuesto GaInSn@PDMS actúe como un electrodo suave con una conductividad estable de >1.3 × 10 3 S cm −1 a tensiones de estiramiento de >80% y una tensión de fractura extrema de 108.14%, mientras que la lámina del marco metal-orgánico de tercera generación MIL-53 con una topología romboédrica facial permite una gran deformación mecánica hasta un nivel teórico de 17.7%. Combinando el uso del electrodo basado en metal líquido y la capa de conmutación MIL-53, por primera vez, se demuestra el dispositivo RRAM intrínsecamente estirable Ag/MIL-53/GaInSn@PDMS que puede exhibir características de conmutación resistiva confiables a un nivel de tensión del 10%. La formación de filamentos conductores de galio fluidos, junto con la flexibilidad estructural del electrodo suave GaInSn@PDMS y la capa aislante MIL-53, explica la conmutación resistiva uniforme bajo el escenario de deformación por estiramiento.