随着物联网(IoT)和人工智能(AI)技术逐渐主导日常生活中使用的各种消费产品，对高切换速度、大存储容量、低功耗的下一代存储设备的需求大幅增长。为了满足这一日益增长的需求，各种高性能的高级存储设备在半导体工业中被热切发展。其中，由简单的金属/绝缘体/金属薄膜堆叠而成的非易失性电阻随机存取存储器(RRAM，在应用电源关闭时存储的信息不会消失)是这场正在进行的数字革命的重要组成部分。RRAM的电流-电压特性(I-V)表现为电阻在高阻状态(HRS)和低阻状态(LRS)之间的突变。造成这种差异的一种可能机制归因于在RRAM上的外加电场(包括其方向和大小)的变化下，连接两个金属电极的导电丝的形成和湮灭，从而产生理想的电场驱动电阻开关。RRAM的HRS和LRS，类似于基本的布尔真表达式和假表达式，然后分别用来表示数字电子电路中的逻辑0和1信号。由于RRAM中这两个逻辑信号的读出过程依赖于由外部偏置触发的串联序列的电阻测量，因此使用RRAM的总体传输数据速率从根本上受到限制。因此，一个允许并编译并行读取过程的修改RRAM方案是高度期待的。

集成了一个传统的RRAM和一个发光二极管(LED)的光学可读存储器，最近被开发来克服这个问题，其中RRAM的HRS和LRS可以直接通过没有或存在LED的电致发光(EL)发射识别。这种RRAM和LED的结合带来了一种新的存储设备，称为发光存储器(LEM)，它可以通过光电检测并行和同步读取编码信号。与仅使用电子读取的RRAM相比，LEM额外的光学读取提供了更大的灵活性，以携带更多的信息，并实现多级数据存储。此外，LEM固有的非接触光学读出和高速光学传输有望扩展传统RRAM的功能，特别是在计算和通信领域。然而，LEM通常是由两个由完全不同的材料系统组成的独立器件集成而成的。这种混合LEN在其制造兼容性、制造简单性和电光信号传输同步方面存在许多限制和问题。例如，在文献中，LEM是通过将基于二氧化硅的存储器叠加在基于氮化镓的发光二极管上而形成的。LEM的这些垂直集成结构相当复杂，必须仔细设计，以确保设备的正常功能。在这些LEM结构中，记忆材料和连接记忆体和底层光发射体的普通电极都必须是透明的。普通电极(石墨烯片)需要具有高导电性，更重要的是提供良好的电流扩散。还需要金属纳米颗粒的界面层来提高内存的开/关比率。所有这些要求不仅对材料的选择和兼容性构成了严重的限制，而且显著增加了设备制造的复杂性。此外，这些方法都没有显示出他们的LEM设备的运行速度，这使得我们不清楚这些设备是否真的可以部署到现实世界的应用程序中。因此，迫切需要一种基于特定材料的新型LEM结构，促进光子系统和电阻开关之间的无缝集成，以克服这些挑战。

到目前为止,全无机金属卤化物钙钛矿材料，由于其独特的光物理特性和高环境稳定性一直被深入研究。它们可以很容易地通过溶液法进行处理，并可用于高可扩展应用的低成本、大规模生产的光电器件。此外，全无机钙钛矿卤化物在外加偏压下卤化物离子空位迁移的活化能较低，这使得带电正离子和负离子沿极性方向漂移，从而形成可逆的p-i-n同质结结构。这些场诱导的离子运动被认为是钙钛矿光电器件中观察到的几个有趣现象的原因,例如，钙钛矿太阳能电池中I-V曲线的滞后现象和钙钛矿发光电化学电池(LEC)中电离掺杂增强的EL发射。也有证据表明，高离子电导率与卤化物离子空位的迁移有关，导致钙钛矿RRAM中显著的电阻开关。通过利用钙钛矿结构中快速、电可切换的离子运动和相应的双功能(即RRAM和LEC)，National Taiwan NormalUniversity的Chun-ChiehChang团队提出并演示了一种新型全无机钙钛矿CsPbBr3 LEM，该LEM集成了钙钛矿LEC和钙钛矿RRAM。这种全钙钛矿LEM可以通过其RRAM电读编码数据，并通过其LEC的发射以5 kHz的速度光传输信息。进一步演示了双色发射LEM，在设备中使用两种不同尺寸的量子点，仅通过发射颜色即可实时读取LEM的数字状态(写或擦除)。在这项工作中展示的全钙钛矿LEM的所有这些新功能都是前所未有的，无论是上述使用两种不同材料系统的垂直集成LEM，还是单一的氮化硅基或聚合物发光器件，都无法实现。通过仔细研究钙钛矿LEM有趣的电子和光学特性，提出了一个物理图景，概述了钙钛矿LEM中每个离子的运动及其在不同偏压下的还原和氧化过程。演示的全钙钛矿LEM不仅比之前报道的混合LEM具有更高的集成能力，而且具有更快的数据处理速度和更大的存储空间。这项工作也可以作为一个新的范例，通过协同电子学和光子学，产生更先进的全无机钙钛矿光电子和新的应用。

基于CsPbBr3量子点的LEM器件结构和量子点特性

作者首先展示了全无机钙钛矿基LEM的结构，由两个名义上相同的器件组成，尺寸为~3.0
mm x ~3.0
mm。每一种都具有RRAM或LEC的双重功能，完全可通过操纵LEM上的电场方向进行切换。通过射频磁控溅射形成的250纳米厚的铟锡氧化物(ITO)矩形衬垫(4.0
mm x 7.0 mm)的玻璃基板上制作了一组两个器件。虽然两个器件之间的空间距离为~1.0 mm，但由于ITO的电阻率很低，为~
4.8x10-4 Ω·cm，所以它们是电串联的。CsPbBr3量子点使用过饱和再结晶(SR)方法在室温下合成，3000
rpm旋转涂布在ITO上，形成了厚度~ 800
nm准连续膜LEM设备主动层。这里CsPbBr3量子点比大块钙钛矿更受青睐，原因有二。首先，为了形成块体，无论是钙钛矿前驱体溶液，还是PbBr2和CsBr的混合溶液，都需要经过一段时间的高温，以促进大块钙钛矿的成核和结晶，但加热过程会向底层ITO引入不希望的热应力，降低ITO的导电性，降低LEM器件的整体性能。量子点钙钛矿可以利用其固有的量子限制效应显著提高LEM设备功能,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)防护层与量子点在同一旋转速度。最后，通过射频磁控溅射在PMMA上沉积100纳米厚的圆形或方形银(Ag)电极作为接触电极，通常用于增加RRAM的ON/OFF比率。ITO/CsPbBr3量子点和PMMA/CsPbBr3量子点层之间有清晰的边界。CsPbBr3量子点的x射线衍射(XRD)图显示出单斜晶相，可以通过(200)平面反射对应的衍射峰31°处的分裂来识别。这表明CsPbBr3量子点的晶体质量良好，并成功合成。利用透射电子显微镜(TEM)进一步研究了CsPbBr3量子点的晶体结构和原子平面的排列。CsPbBr3量子点的元素组成也通过EDS进行了分析，
EDS谱图表明，CsPbBr3量子点中Cs、Pb和Br的分布较为均匀，其元素量比为20 (Cs): 15 (Pb):65 (Br)。合成的CsPbBr3量子点趋于相互聚集，两个相邻的量子点之间可以看到清晰的融合界面。结果表明，在过饱和重结晶过程中，Cs+、Pb2+和Br-离子从可溶溶剂向不溶溶剂转移过快，使QD尺寸明显增大至50 ~ 100 nm，大于CsPbBr3 QD。然而，仍可以观察到分辨率良好的晶格条纹，平均界面间距为0.59
nm，这与XRD测量的(200)晶面之间的距离一致。在CsPbBr3量子点和PMMA/CsPbBr3量子点样品中都观察到一个尖锐的发射峰，中心位于λ = 526 nm，具有相当的光致发光(PL)强度。图中还插入了在405 nm UV-LED照明下制作的LEM器件的照片。由于CsPbBr3量子点具有相似的激子吸收峰，在λ = 518 nm处，有或没有保护PMMA的CsPbBr3量子点样品的Stokes位移均为~8 nm。该结构中的PMMA保护层提供了一种有效的方法来防止溅射沉积过程中Ag的渗透，从而最大限度地减少了顶部(Ag)和底部(ITO)电极之间的电流泄漏路径的形成。提高了LEM的性能和稳定性。

基于CsPbBr3量子点的LEC的电光特性

首先研究了LEM的发射特性，通过顶部Ag(阴极)和底部ITO(阳极)电极对其中一个组成器件施加负极电压。由于钙钛矿材料被认为是一类具有良好离子导电性的固体电解质，因此可以在活性层内部诱导出沿电场方向(即自下而上方向)的电偶极子。此外，阳离子(即Cs+或溴离子空位，VBr+)和阴离子(即Br-)会进一步从CsPbBr3量子点中分离出来，分别向Ag阴极和ITO阳极漂移并在那里积累。由此改变了CsPbBr3量子点在界面处的能带弯曲，导致p-i-n二极管的形成，p-i-n二极管通过电子-空穴对的辐射复合促进光子发射，这就是基于CsPbBr3量子点的LEC的工作原理。这里需要说明的是，只有在LEC上施加负极电压才能观察到发光，而将电压极性改变为正极则不会发光。此外，与大多数有机LED的表征方法类似，LEC的光发射是由放置在玻璃衬底下的光电二极管测量的，以确保设备内的顶部Ag电极的反射光也可以被收集。在负极化电压从0到8v(黑色曲线，I-V正向)，然后从8到0v(红色曲线，I-V反向)下LEC的典型I-V特性都表现出良好的整流二极管行为，表明p-i-n同态结的形成。还观察到明显的电滞效应，这主要是由于阴、阳极处的正离子和负离子不能瞬间响应施加的电压变化。需要注意的是，在获取LEC的I-V特性之前，没有对其施加预极化电压，并且在LEC偏压时观察到迟滞效应，并且在多次扫描后可以重复。作者在半对数尺度上重新绘制LEC的I-V特征，通过表示的修正肖克利方程来识别几个物理参数

其中RS、RP、nideal和IS分别为串联电阻、分流电阻、理想系数和饱和电流。由正向和反向I-V特性提取的通断电压、串、分流电阻分别为Vturn on =3.8 V、RS = 254 Ω、RP= 0.63 MΩ；Vturn on = 2.8 V、RS = 302 Ω、RP = 0.42MΩ。与正向的I - V特性相比，反向的I -
V特性具有较小的通断电压和稍大的串联电阻(但分流电阻类似)，因此在反向扫描过程中预计有更强的光强。在正向(黑色曲线)和反向(红色曲线)扫描过程中，EL强度作为外加电压的函数。正如预期的那样，由于LEC更好的反向I-V特性，可见明显的光学迟滞现象。观察到电和光学滞后现象不明显影响带间的光量子点CsPbBr3过渡,同时峰值波长(λP ~ 533 nm)和光谱半峰宽~ 16 nm)相当稳定。表明LEC是并行读取过程的可靠光源，适合集成在LEM结构中。

基于CsPbBr3量子点的LEC的瞬态响应

除了有效的EL发射外，LEC的快速响应对于数据通信和信号调制的应用也是必不可少的。作者描述了基于CsPbBr3量子点的LEC的瞬态测量的设置。通过光电二极管(PD)检测经脉冲偏置(Vin)调制的LEC的光输出功率(PLEC)，并通过串联电阻分析流过LEC的电流(ILEC)。在调制频率10 kHz时,将和ILEC完全遵循脉冲偏压LEC应用,在某种程度上,他们都是扭曲的，以更高的80kHz调制频率时(接近近场通信的传输速度控制~ 100kbit /s)，PLEC是充分饱和的，因此仍然可以读取来识别LEC的开/关状态。对PLEC对Vin(幅度为6 V，脉宽为50 μs，占空比为50%)方波脉冲偏置的时间响应测试，其中响应时间定义为最大PLEC的10到90%之间的时间差。提取的PLEC上升时间τRise ~ 4.9 μs，下降时间τFall ~ 5.2 μs。这两个数值都在微秒的时间尺度上，表明LEC的光发射对脉冲偏置响应迅速，更重要的是，利用LEM并行传输数据是可行的。绘制扩大的PLEC上升沿，以进一步检验其开始时间τDelay，即从Vin的初始上升到PLEC开始的时间延迟。提取了~ 0.3 μs的τ延迟值，表示在Vin驱动下钙钛矿发生辐射复合的时间尺度。载电荷迁移率(μeff)表示为μeff=L/(τDelay·E)其中L为活性层厚度，E为LEC上的电场，据此估算出CsPbBr3量子点的μeff为~ 1.38 × 10−3cm2⋅V−1⋅s−1。μeff值较大块钙钛矿小，这是由于量子点层内的散射边界比体块中更多。在Vin关闭后， PLEC在~ 8 μs内缓慢衰减至3%，随后迅速衰减，τ衰减值为~ 4.5 μs。在其他地方已经观察到PLEC下降的两个步骤，这是由于在脉冲偏置下建立的载流子库的耗尽，以及最初被钙钛矿缺陷中心捕获的离域载流子的辐射复合造成的。通过对τDecay整个周期内的PLEC积分，估计陷阱中心密度为1.2x1015 cm3。

基于CsPbBr3量子点的RRAM的电阻开关

通过施加正极化电压来实现CsPbBr3量子点RRAM的电阻开关特性。与LEC相反，这里的阳极是顶部的Ag，阴极对应底部的ITO电极。Ag作为活性金属，容易被氧化成为Ag+阳离子。恒定的正极化电压进一步使Ag+离子漂移到整个CsPbBr3量子点有源层，最终到达底部ITO阴极。Ag+阳离子在这里被还原回中性Ag原子，通过反复还原Ag+阳离子的过程，这些Ag原子成为随后Ag团簇生长的成核种子。因此，Ag丝在有源层内部产生，并垂直连接顶部和底部电极。溴离子空位(VBr+)也出现了类似的现象，因为据报道，大多数卤化物阴离子的活化能都很低，导致CsPbBr3量子点中的溴离子(Br-)和溴离子空位都容易迁移。当对RRAM施加正极性电压时，产生VBr+，然后将其推向底部ITO阴极。在那里还原后，导电通道的诱导方式类似于Ag丝的形成。VBr导电通道和Ag丝的形成过程是可逆的，并对RRAM中的电阻开关效应负责。使用SEM测量和EDS分析对离子迁移进行了研究，其结果将适用于阐明LEM的动态离子输运和传导过程。通过将遵从电流设置为ICC = 1 mA，制成的RRAM的典型I-V特性。RRAM在0.50 V的读数偏置下表现出~ 1.6x105 Ω的高电阻，这表示OFF状态(或HRS)。正电压扫过程中从0到2.0和回到0 V(或称为集过程),RRAM随时开关的状态(LRS) ，~ 0.82 V低电阻降到8.3~ 102Ω(ICC)限制,相当于两个数量级的阻力大幅下降。然后该设备在~ 1.12 V时切换回OFF状态，同时经历一个负电压扫描过程(从0到2.0到0 V)，这被称为RESET过程。在对数尺度上重新绘制了RRAM的I-V特性。两种扫描模式的HRS可以用欧姆定律(I-V)和空间电荷限制电流(SCLC，也称为I -V2的Child定律)模型在两个独立的电压区域解释。从欧姆行为到SCLC的转变表明，未填充的陷阱中心(约1.2x1015 cm-3)逐渐被带电载流子捕获，导致随着电压的增加电流增加更大。另一方面，两种扫描模式下的LRS的导电行为通过欧姆导电和电阻的显著降低得到了很好的描述，这表明在这一阶段，VBr导电通道和Ag丝已经在有源层内建立。注意，ITO电极继承的固有富氧空穴特性几乎不会影响CsPbBr3量子点基RRAM的电阻性开关特性。

在实际应用中，RRAM的快速切换速度是非常理想的。使用一个由脉冲发生器、示波器和负载电阻(50Ω)组成的测量装置来表征CsPbBr3量子点RRAM的开关速度。通过检测负载电阻上的偏置变化，直接监测HRS和LRS之间的瞬态切换以及相应的实时电流(IRRAM)。在设置/复位脉冲前后，将读脉冲(0.1 V, 3.8 μs)送入RRAM。当施加一个设定的脉冲(1.5 V, 3.8 μs)时，RRAM从HRS切换到LRS，这可以从IRRAM响应读脉冲的波动得到证明。然后在施加一个复位脉冲(2.0 V, 3.8 μs)时，RRAM切换回HRS，因此，读脉冲几乎检测不到电流。当设置(1.5 V)/复位(2.0 V)偏置的脉冲宽度缩小到~3.0 μs时，RRAM的这种快速切换行为仍然有效。就器件可靠性而言，RRAM的HRS和LRS(读取0.1
V)可以保持超过105秒，ON/OFF电流比保持在~102，表明良好的保持稳定性。还在RRAM上进行了脉冲扫描模式下的耐力测试，除了一些波动外，在超过104次扫描周期后，HRS/LRS比值基本保持不变。此外，当在正直流偏置和负直流偏置之间重复扫频过程时，RRAM可在HRSLRS之间进行50次以上的可逆切换。所有这些都验证了我们的基于CsPbBr3量子点的RRAM的可靠和可复制的写/擦除特性。

Ag/CsPbBr3量子点/ITO器件功能的主动切换

到目前为止，已经证明了基于CsPbBr3量子点的单个器件可以以快速的速度工作，无论是作为一个高效的LEC还是一个可靠的RRAM，这取决于它的偏置极性。通过简单地改变器件的偏置极性，在LEC和RRAM模式之间实时切换器件的运行，这将是非常有吸引力的，并且通过对这两个器件进行配对，将强烈地影响LEM的最终性能，这一点将在后面详细讨论。在这里，探讨了单个CsPbBr3量子点器件的双重功能，以及在施加直流和交流偏置电压时的开关行为。可以看到CsPbBr3设备作为一个典型的RRAM，在~ 0.7 V电流迅速增加正电压扫描从0到2 V, RRAM模式是在负电压扫描关闭在1.1 V(即复位电压)。有趣的是，在更高的负偏置电压下，该器件变成了LEC，当负电压增加到3.2
V时，肉眼可以观察到CsPbBr3量子点的明亮EL发射。当负电压从4转回1.1 V时，可以清楚地观察到电迟滞现象，超过1.1 V后，设备会被转换回RRAM，通过改变偏置极性证明了设备功能的敏捷切换。为了表征开关速度，我们对器件施加一个正向(2v)和反向(6v)脉冲电压(脉宽=
0.25 ms)。在LEC和RRAM模式之间实现了快速切换，速度为1 kHz。这一频率响应数据代表了一个CsPbBr3量子点基础器件在两种基本不同功能(即光发射和数据存储)之间主动切换的首次实验演示。通过结合交流和直流偏置来减少离子输运所需的响应时间，可以潜在地提高开关截止频率。尽管如此，还是首次通过实验验证了CsPbBr3器件可以在亚毫秒的时间尺度上在LEC和RRAM模式之间进行电切换。稍后将讨论单个CsPbBr3器件中两种功能之间的快速切换对于实现全钙钛矿LEM是至关重要的，当这两种相同器件配对时，编码信息可以被一个CsPbBr3设备作为RRAM读取，同时通过另一个作为LEC的发光传输到远方。

基于CsPbBr3量子点的LEM电光特性及其离子迁移过程

串联两个表面上相同的CsPbBr3量子点基器件，形成一个全钙钛矿LEM，并研究其在直流偏置电压下的特性。偏置电压施加在左侧设备的上Ag电极上，而右侧设备的上Ag电极接地，使电流在正(负)电压扫描时从左(右)流向右(左)。LEM在一个完整的扫描周期(包括正(0v+8v 0v)和负(0v -8v 0v)电压扫描时的EL强度(上面板)和I-V特性(下面板)的变化。类似于典型的RRAM,初步电铸过程需要进行LEM实现电阻开关效应。所需的电铸电压切换从小时LEMLRS约为4.5 V,这意味着LEM的左右装置中产生了两种不同类型的传导通道。在正电压扫描过程中，当施加的电压超过~ 5 V时，只有LEM右侧的器件才能观察到EL发射，当切换到负电压扫描时，EL辐射仅从LEM的左侧设备出现。由于迁移离子对施加的电压变化的非瞬时响应，在正电压扫描和负电压扫描过程中再次观察到明显的光迟滞现象。在四个不同的正偏置区域(分别为(I)、(II)、(III)和(IV))观察到的LEMI- V特征的不同行为)表示四种不同的动态离子输运和传导过程:(I)0-0.9V,初步形成/重建Ag和VBr丝在左边设备发生,(II) 0.9 - 1.9 V,这两个通路状态RRAM设备串联连接,(3)1.9 - 4.6 V,毁灭Ag丝和重建的VBr丝(IV) 4.6 - 8.0,左侧的on 状态RRAM与右侧的发光LEC串联。电铸后，在右侧器件中，Ag丝和VBr导电通道均建立良好，而在左侧器件中，仅诱导了VBr导电通道。在0-0.9 V范围内的正电压通过氧化过程将左侧器件原有的VBr导电通道擦除，而不影响右侧器件的高导电性。正电压的持续补充，通过Ag+离子的还原过程，促进了在左侧器件底部ITO电极起始的Ag丝的逐渐形成。同时，还通过类似的还原过程重建了一个新的VBr导电通道(也是从底部到顶部电极)。当前测量区域(I)因此增加迅速从1 x10-7到2x10-5 mA的偏置电压,与这个地区的最大电流限制左边设备作为其电阻比这大得多。

当进一步增加施加电压使相进入区域(II)时，LEM电流突然切换，显著增加到~ 4x10-3 mA，这是由于Ag丝完全形成和左器件VBr导电通道重建造成的。在这里，LEM两侧的两个设备都是on状态的RRAM，并串联起来，呈现出LEM的最大电流(或最低电阻)。进一步增加该区域的正电压(III)会导致正确器件中的Ag丝和VBr导电通道由于相关的氧化过程开始消失，导致明显的电流降回~2x10-5 mA。在这个阶段，在正方向装置中，另一个VBr导电通道可以被诱导和重建(从顶部到底部电极)。最后，当正电压到达(IV)区域时，观察到一个良好的整流二极管行为，开关电压为~5 V，其中Cs+离子可以从溴离子空位中分离出来，如先前的计算表明Cs+离子比其他卤化物阴离子具有更高的活化能。Cs+阳离子和Br-阴离子分别对顶部Ag电极和底部ITO的排斥导致右侧器件中形成p-i-n同质结，这是在LEM中观察到的后续EL发射的原因。LEM在施加电压达到~5 V时才会产生EL辐射，这相当于单个LEC(~4.0 V)和RRAM (~1.0 V)的开启电压之和，考虑到两个器件是串联的，这是合理的。优化器件制造，如更好地控制CsPbBr3量子点薄膜厚度和采用一种新的器件方案，可以进一步降低LEM的启动电压。当外加电压被从8到0 V,类似电气滞后效应再次观察,在该地区(IV)确认,LEM与通路状态实现RRAM左边连接在系列发光LEC在右边。I-V特性的负部分表现出与正电压相同的行为，这很容易从LEM器件结构的对称性来理解。正是这种对称性使得人们可以通过简单地切换应用于LEM的扫描极性，将LEM中每个设备的功能调整为RRAM或LEC。

基于双色发射CsPbBr3量子点的LEM并行光电读数

最后，通过施加脉冲电压偏置(脉宽100 μs，占空比50%)来测试全钙钛矿LEM的运行速度，并读取LEM中RRAM(VRRAM)的电压响应和LEC (PLEC)的光发射。当应用脉冲电压(Vin)是VLEM，右边的正面偏置设备充当RRAM。显然，在这种前向偏置操作下，VRRAM(中间面板)和PLEC(底部面板)的轨迹都与Vin保持良好，这表明LEM可以以5 kHz的速度运行，存储在LEM中的数据可以被设备2电读，并通过设备1的平行光发射光传输。正如前面指出的, CsPbBr3 QD的 LEC和RRAM强烈依赖于QD活跃层离子钙钛矿的生成和运动。如果脉冲电压极性相反，
LEM的快速运行仍然保持不变，除了器件1现在成为具有负电压响应的RRAM，而器件2作为具有类似光发射功率的LEC。请注意，通过简单地改变施加的电压极性来实现LEM的这两种相反的情况，可以代表逻辑操作中的两种不同的状态，因此可以进一步用于实现所需的多级数据存储。还需要注意的是，LEM的这种双发光和电阻开关操作具有快速响应，可能实现一种新的数据加密方案，其中LEC的光发射由光学传感器传输和检测，然后将检测到的信号转换为加密密钥，供用户访问记录在RRAM中的编码信息。

除了提供一个平行的，非接触光学读数，LEC的发射颜色可以作为LEM状态的实时指示器(即，无论是写或擦除状态)。为此,通过实验实现双色LEM发光，量子点通过减少钙钛矿的尺寸制备。2 ~ 20 nm蓝移其发射波长通过量子限制效应实现。在正向交流工作(+ 6v, 250
μs脉冲宽度)下，LEM中的器件2作为ON状态RRAM，而器件1作为发射器件，发射波长λ1 = 532 nm。因此，可以通过器件1的绿色外观直观地识别LEM的写入状态。LEM扭转交流偏压后,把它擦掉模式,在设备2最初是一个RRAM关闭,造成发射的波长在λ2=515纳米。因此，人们可以实时(以1khz的速度)感知LEM的电编码数字状态，方法是使用光学滤波器阻挡一种发射颜色并发射另一种颜色，或者使用两个光学探测器分别从LEM对它们进行登记。请注意，在目前的概念证明工作中，由于实验设置的限制，这两个方案没有进行实验，而是通过在单个检测器中区分它们的PLEC水平来区分LEM的两种颜色。值得注意的是，通过快速切换单个钙钛矿设备，可以通过简单观察其发射颜色来实时识别LEM的数字状态。尽管LEM的两个钙钛矿设备之间切换速度仍低于执行数据处理的最先进的RRAM,希望它可以进一步提高通过优化合成钙钛矿和钙钛矿设备结构(如设备尺寸、几何、和层厚度)。除了在设备层面上进行优化外，通过将LEM应用于更复杂的网络结构中，如组播网状网络，LEM的整体传输数据速率可以进一步提高。无论如何，本次展示的全钙钛矿LEM的快速操作和主动切换成功地为更先进的LEM技术的发展树立了新的标杆。在更广泛的范围内，这项工作也提供了一个新的范例，通过在单一材料系统中使用电子和光子自由度的协同组合来产生新的器件概念和功能。