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半導體型單壁碳納米管（s-SWCNT）憑借其一維超薄結構和極高的載流子遷移率，被認為是亞納米超制程技術節點的重要候選材料。近日，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所等提出了一種由s-SWCNT和乙酰丙酮釔組成的一維同軸異質結構，并將其用作晶體管的溝道材料。該方法實現了s-SWCNT內部均勻且穩定的摻雜，有效緩解了由于表面懸掛鍵導致的金屬—半導體接觸退化和載流子散射。s-SWCNT一維中空腔體的徑向限域作用誘導了封裝乙酰丙酮釔分子的形變。這種形變增強了分子的極化率，從而在外電場下產生更顯著的極化響應。團隊通過這一機制，在晶體管的工作電壓范圍內實現了溝道載流子的協同捕獲與釋放，進而在同一器件內產生穩定的多電阻態?；谶@一特性制備的三元邏輯電路對輸入信號具有選擇性，能夠準確識別輸入信號的最大值或最小值，并產生相應的輸出。此外，還展示了三元權重網絡在神經形態計算中的潛力。進一步地，通過實驗和理論研究，將這一概念推廣到由其他金屬乙酰丙酮配合物與s-SWCNT構成的一維異質結構體系。與傳統的多值邏輯方案相比，該工作避免了復雜的能帶工程或多層堆疊，更有利于大規模集成，并為理解一維異質結構內的構效關系以及實現三元邏輯晶體管提供了新的視角。相關研究成果發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。論文鏈接