東京工業(yè)大學(xué)的一組研究人員對原子開(kāi)關(guān)的內部工作有了前所未有的深刻見(jiàn)解。通過(guò)研究開(kāi)關(guān)內部形成的微小金屬“橋”的組成，他們的發(fā)現可能會(huì )刺激原子開(kāi)關(guān)的設計，提高性能。

原子開(kāi)關(guān)被譽(yù)為最小的電化學(xué)開(kāi)關(guān)，可以改變信息技術(shù)的面貌。由于它們的納米級尺寸和低功耗，它們有望與下一代電路集成，從而推動(dòng)人工智能(AI)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備的發(fā)展。

盡管已經(jīng)出現了各種設計，但是一個(gè)有趣的問(wèn)題涉及金屬絲或橋的性質(zhì)，這對于開(kāi)關(guān)的操作是關(guān)鍵的。橋形成在夾在兩個(gè)電極之間的金屬硫化物層內，并通過(guò)施加誘導電化學(xué)反應的電壓來(lái)控制。該橋的形成和湮滅決定了開(kāi)關(guān)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

現在，包括Akira Aiba和Manabu Kiguchi以及東京工業(yè)大學(xué)化學(xué)系的同事在內的研究小組已經(jīng)找到了一種有用的方法來(lái)準確地檢查橋梁的組成。

通過(guò)冷卻原子開(kāi)關(guān)足以使用稱(chēng)為點(diǎn)接觸光譜(PCS)的低溫測量技術(shù)研究橋，他們的研究表明，橋由電極和金屬硫化物中的金屬原子組成層。Kiguchi解釋說(shuō)，這一令人驚訝的發(fā)現使人們普遍認為橋只來(lái)自電極。

該團隊將原子開(kāi)關(guān)與不同電極組合(Pt和Ag，或Pt和Cu)和金屬硫化物層(Cu2S和Ag2S)進(jìn)行了比較。在這兩種情況下，他們發(fā)現橋梁主要由Ag組成。

研究人員在A(yíng)CS應用材料與接口公司(ACS Applied Materials&Interfaces)發(fā)表的論文中指出，Ag在橋中占主導地位的原因可能是“Ag離子與Cu離子相比具有更高的遷移率” 。

他們得出結論“使用低遷移率金屬更好”來(lái)設計具有更高穩定性的原子開(kāi)關(guān)。

在推動(dòng)原子開(kāi)關(guān)技術(shù)方面還有許多尚待探索，該團隊正在繼續研究哪種元素組合在提高性能方面最有效。