近日，山西师范大学许小红教授与薛武红教授合作，利用电压幅值调节CuInP₂S₆（CIPS）中离子导电和铁电极化翻转，在单一器件中实现了非易失性数字型存储和人工突触模拟。研究成果以 “Engineering Ferroelectric-/Ion-Modulated Conductance in 2D vdW CuInP₂S₆ for Non-Volatile Digital Memory and Artificial Synapse” 为题，在国际顶级期刊Advanced Functional Materials（SCI一区TOP，影响因子：19）上发表。博士研究生次文娟（导师：许小红教授）为论文的第一作者，该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目的资助。

2D铁离子体具有铁电性和离子活性共存的特性，有利于执行复杂的人工智能任务。CIPS作为一种典型的铁离子材料，其Cu⁺位移能够诱导铁电性和离子导电性，在构建功能丰富的信息器件方面具有非常大的潜力。

基于此，该团队通过控制由铁电极化翻转和Cu⁺长程迁移主导的导电模式，在Au/CIPS/Au简单的三明治结构器件中实现了数字型存储和突触模拟。在离子迁移模式下，器件展现出陡直的电阻开关行为，大的电流开关比（>10⁸）、长的保持时间（>2×10⁴ s）和多态存储特性。在铁电极序调制模式下，器件能够成功模拟突触的基本行为。在铁电极化和离子迁移的耦合下，成对脉冲促进、成对脉冲抑制以及抑制后增强等突触特性被模拟。这些结果表明，2D铁离子材料CIPS在高性能信息存储、处理和神经形态计算方面的应用潜力。

全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202316360