韩国李长植教授：对于下一代半导体2D领先3D

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为此，POSTECH研究团队开发了一种使用二维分层材料的存储设备，从而为下一代能够在低功耗下稳定运行的存储设备的商业化开辟了可能性。

POSTECH的研究团队由材料科学与工程系的李长治教授、先进材料科学系的李东华教授、朴永俊教授和Seong Hun Kim组成，成功设计了一种最优的卤化物钙钛矿材料(基于量子力学的第一性原理计算* 2，可应用于ReRAM * 1器件的CsPb2Br5)。研究结果发表在《高级科学》杂志上。

理想的下一代存储设备应该是高速处理信息，存储大量非易失性信息(断电时不会消失)，低功耗工作的移动设备。

卤化物钙钛矿材料中电阻转换特性的最新发现导致了全世界的积极研究，以便将其应用于ReRAM器件。然而，卤化钙钛矿材料暴露于大气时稳定性差的问题已经提出。

研究团队使用第一性原理计算方法比较了不同结构的卤化钙钛矿的相对稳定性和性能。根据DFT计算，AB2X5形式的二维层次结构CsPb2Br5可能比ABX3或其他结构(A3B2X7、A2BX4)的三维结构具有更好的稳定性，并且这种结构可以在存储设备中表现出更高的性能。

为了验证这一结果，首次合成了具有二维层状结构的无机钙钛矿材料CsPb2Br5，并将其应用于存储器件。具有CsPbBr3三维结构的存储器件将在高于100的温度下失去其存储特性.然而，使用CsPb2Br5的二维分层存储设备可以在高于140的温度下保持其存储特性，并且可以在低于1V的电压下工作。

领导这项研究的李长治教授评论说：“使用这种基于第一原理筛选和实验验证的材料设计技术，可以通过减少寻找新材料的时间来加速存储设备的发展。经计算机计算，它可作为存储设备的最佳新材料，并应用于实际生产中。可应用于各种电子设备的存储设备，如需要低功耗的移动设备或需要可靠运行的服务器。加速下一代数据存储设备的商业化。”

这项研究得到了科学、信息和通信技术部未来材料发现项目和中期研究员计划以及韩国国家研究基金会的支持。

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