IF 18.5！喷墨打印金属-有机框架用于非易失性存储设备，适用于印刷RRAM

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喷墨打印作为一种有前景的技术，用于图案化功能性材料，与传统的减材薄膜方法相比具有显著优势。它的多功能性使得各种材料的结构化成为可能，扩大了应用范围，并通过增材制造最大限度地减少了浪费。然而，适用于喷墨打印的功能性材料油墨的供应有限，这给油墨配方带来了挑战。HKUST-1是一种3D立方金属-有机框架（MOFs），由铜(II)离子与苯-1,3,5-三羧酸酯（BTC）有机连接剂配位而成，以其孔隙率和可调性而闻名，有望增强喷墨打印器件。本研究结合喷墨打印和蒸发诱导结晶来构建HKUST-1，标志着纳米晶HKUST-1首次被集成到印刷电子设备中，特别是忆阻器，其中MOF是通过前驱体溶液的喷墨打印制备的。忆阻器根据外部刺激历史改变其电阻，从而能够构建电阻式随机存取存储器（RRAM）。本研究中制造的忆阻器表现出显着的特性：低成形电压、Roff/Ron比为104、保持时间为600秒，以及超过60次写入和擦除周期的耐久性。这项研究强调了将MOFs集成到喷墨打印中的潜力，解锁了更广泛的应用可能性，并推动了功能性材料的增材制造。

创新点

1. 首次将喷墨打印技术与蒸发诱导结晶相结合，用于构建HKUST-1结构，这是一种创新的制造方法，可以用于制备非易失性存储设备。

2. 首次将纳米晶HKUST-1集成到印刷电子设备中，特别是忆阻器，这为金属-有机框架（MOFs）在电子设备中的应用开辟了新的道路。

3. 制造的忆阻器展现出低成形电压、高Roff/Ron比、长保持时间和良好的耐久性，这些特性对于非易失性存储设备来说至关重要。

对于科研工作的启发

1. 这项研究推动了功能性材料，特别是金属-有机框架（MOFs）在增材制造中的应用，为未来电子设备制造提供了新的思路。

2. 通过喷墨打印技术制备的忆阻器展现出优异的性能，这为忆阻器技术的发展和应用提供了重要的实验数据和理论支持。

思路延伸

1. 将MOFs集成到喷墨打印中，可以探索其在传感器、能源存储和转换设备等多种电子设备中的应用潜力。

2. 研究如何开发更多适用于喷墨打印的功能性材料油墨，以扩展喷墨打印技术在电子制造领域的应用范围。

3. 探索3D打印技术在制造复杂电子设备和电路中的应用，特别是在非易失性存储设备和忆阻器技术中的可能性。

类似研究思路总结：

1. 喷墨打印技术因其在图案化功能性材料方面的优势，正在成为传统减材薄膜方法的有力替代，尤其在金属-有机框架（MOFs）的图案化上展现出巨大潜力。

2. 通过喷墨打印金属离子和有机配体的分离溶液形成MOFs的新方法，不仅避免了传统墨水喷射打印中的稳定性和堵塞问题，还实现了对MOFs组成的精确控制。

3. 研究显示，喷墨打印的MOFs在保留孔隙结构的同时，能够选择性地封装特定染料，这为创造先进涂层和器件提供了新的可能性。

4. 将MOFs集成到喷墨打印中，不仅解锁了更广泛的应用可能性，还推动了功能性材料的增材制造技术向前发展，尤其是在非易失性存储设备领域。

Inkjet Printed Metal–Organic Frameworks for Non‐Volatile Memory Devices Suitable for Printed RRAM

Adv. Funct. Mater. (IF 18.5)

Pub Date  : 2024-12-16

DOI : 10.1002/adfm.202412372

Yan Liu, Franz Fischer, Hongrong Hu, Hartmut Gliemann, Carsten Natzeck, Matthias Schwotzer, Christian Rainer, Uli Lemmer, Christof Wöll, Ben Breitung, Jasmin Aghassi‐Hagmann

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