氮化物憶阻器因其高響應速度和高儲存能力而受到關注，被認為是實現高效能腦啟發式計算和神經形態系統的關鍵技術。我們透過濕式蝕刻表面工程調控奈米線的形態及表面態，達成憶阻切換行為，實現了氮化鎵奈米線憶阻器。
此研究中，我們使用磷酸對單晶氮化鎵奈米線進行濕式蝕刻，蝕刻後出現規則的節狀結構(圖一左)。我們利用高角度環形暗場成像和電子能量損失譜確認(圖一中和右)在蝕刻期間自然氧化鎵能被有效移除，進而改了氮化鎵奈米線的表面態。X射線光電子能譜顯示，經磷酸處理後的氮化鎵奈米線的鎵-氧鍵主峰有顯著變化(圖二左和中)，且在其光致發光光譜上增加了一個次峰(圖二右)，顯示了氮化鎵奈米線的表面化學性質和能帶彎曲的改變。
在電性測試中，經磷酸表面處理的氮化鎵奈米線元件展現出閾值雙極性切換行為，通過在30個連續周期的電流-電壓曲線證實了其憶阻特性(圖三左)。我們透過進一步的測量，顯示了元件在長時間內保持著穩定的高組態和低組態，且能維持高性能(圖三中)，展現了此元件良好的組態儲存潛力。此外，模擬生物突觸的測試進一步證明了元件在神經形態計算中的應用潛力，特別是在不同電壓刺激下的電流靈敏反應，能夠模擬生物突觸的可塑性(圖三右)。我們的研究實現了自組裝氮化鎵奈米線憶阻器，對於縮小腦啟發式神經形態計算所需的系統，展現了應用潛力。（材料系周苡嘉教授提供）
圖一、表面處理後的氮化鎵奈米線顯微樣貌；與表面處理前後的氮化鎵奈米線之電子能量損失譜。
圖二、表面處理前後的氮化鎵奈米線的Ga 3d X射線光電子能譜與光致發光光譜。
圖三、奈米線元件連續周期、高組態跟低組態之高穩定度，與不同電壓下逐步刺激奈米線元件的電流回饋圖。