Intelligent flexible memristors for artificial synapses and neuromorphic computing

Abstract

Memristors have garnered significant attention in the field of non-volatile memory devices due to their excellent characteristics such as miniaturization, low power consumption, high performance, and non-volatility. Particularly with the development of flexible electronics in recent years, flexible memristors have shown immense potential in areas such as neuromorphic models and memristor-based neural networks, thanks to their unique structural features and superior electrical properties. This paper systematically reviews the working principles and material systems of memristors, followed by a summary of the current research progress on flexible memristors. It also concludes with an overview of the applications of flexible memristors in frontier fields such as neural networks, image recognition, and wearable sensing, while also briefly analyzes the challenges faced in the development of flexible memristors and their future prospects. It is believed that this paper will provide valuable guidance for the future applications of flexible memristors in more frontier fields.

Keywords

artificial synapses / flexible memristors / neuromorphic computing / non-volatile memory / wearable electronic devices

References

[1] T. Y. Wang, J. L. Meng, X. F. Zhou, Y. Liu, Z. Y. He, Q. Han, Q. X. Li, J. J. Yu, Z. H. Li, Y. K. Liu, H. Zhu, Q. Q. Sun, D. W. Zhang, P. N. Chen, H. S. Peng, L. Chen, Nat. Commun. 2022, 13, 7432.

[2] C. Ma, Z. Luo, W. C. Huang, L. T. Zhao, Q. L. Chen, Y. Lin, X. Liu, Z. W. Chen, C. C. Liu, H. Y. Sun, X. Jin, Y. W. Yin, X. G. Li, Nat. Commun. 2020, 11, 1439.

[3] T.-Y. Wang, J.-L. Meng, M.-Y. Rao, Z.-Y. He, L. Chen, H. Zhu, Q.-Q. Sun, S.-J. Ding, W.-Z. Bao, P. Zhou, D. W. Zhang, Nano Lett. 2020, 20, 4111.

[4] Y. Ji, Y. Yang, S.-K. Lee, G. Ruan, T.-W. Kim, H. Fei, S.-H. Lee, D.-Y. Kim, J. Yoon, J. M. Tour, ACS Nano 2016, 10, 7598.

[5] X. Liu, Y. Wei, Y. Qiu, Micromachines 2021, 12, 695.

[6] M. Wang, Y. F. Luo, T. Wang, C. J. Wan, L. Pan, S. W. Pan, K. He, A. Neo, X. D. Chen, Adv. Mater. 2021, 33, 2003014.

[7] S. Meng, H. Yi, K. Ge, L. Zhan, Y. Gao, Z. Li, H. Ji, M. Li, H. Feng, Adv. devices instrum 2024, 5, 0052.

[8] H. An, Y. Li, Y. Ren, Y. Wan, W. Wang, Z. Sun, J. Zhong, Z. Peng, Nanoscale 2024, 16, 12142.

[9] T. Y. Wang, J. L. Meng, L. Chen, H. Zhu, Q. Q. Sun, S. J. Ding, W. Z. Bao, D. W. Zhang, InfoMat 2020, 3, 212.

[10] Q. B. Zhu, B. Li, D. D. Yang, C. Liu, S. Feng, M. L. Chen, Y. Sun, Y. N. Tian, X. Su, X. M. Wang, S. Qiu, Q. W. Li, X. M. Li, H. B. Zeng, H. M. Cheng, D. M. Sun, Nat. Commun. 2021, 12, 1798.

[11] X. Deng, S. Q. Wang, Y. X. Liu, N. Zhong, Y. H. He, H. Peng, P. H. Xiang, C. G. Duan, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101099.

[12] Y. Li, J. Wang, Q. Yang, G. Shen, Adv. Sci. 2022, 9, 2202123.

[13] G. Ding, H. Li, J. Zhao, K. Zhou, Y. Zhai, Z. Lv, M. Zhang, Y. Yan, S.-T. Han, Y. Zhou, Chem. Rev. 2024, 124, 12738.

[14] T. Jin, J. Gao, Y. Wang, W. Chen, Sci. China Mater. 2022, 65, 2154.

[15] J. Q. Liu, C. P. Jiang, Q. B. Yu, Y. Ni, C. J. Yu, W. T. Xu, Nat. Commun. 2025, 16, 756.

[16] Y. Ni, H. Han, J. Liu, Y. Choi, L. Liu, Z. Xu, L. Yang, C. Jiang, W. Gao, W. Xu, Nano Energy 2022, 104, 107898.

[17] Y. Ni, L. Yang, J. Feng, J. Liu, L. Sun, W. Xu, SmartMat 2022, 4, e1154.

[18] Y. Ni, J. Liu, H. Han, Q. Yu, L. Yang, Z. Xu, C. Jiang, L. Liu, W. Xu, Nat. Commun. 2024, 15, 3454.

[19] C. Wan, M. Pei, K. Shi, H. Cui, H. Long, L. Qiao, Q. Xing, Q. Wan, Adv. Mater. 2024, 36, 2311288.

[20] L. Zhu, S. Li, K. Shu, S. Ke, X. Wan, H. Sun, S. Yan, Y. Xu, C. L. Tan, G. He, Z. Yu, C. Wan, Appl. Phys. Lett. 2024, 125, 033502.

[21] M. Pei, Y. Zhu, S. Liu, H. Cui, Y. Li, Y. Yan, Y. Li, C. Wan, Q. Wan, Adv. Mater. 2023, 35, 2305609.

[22] X. Wang, C. Chen, L. Zhu, K. Shi, B. Peng, Y. Zhu, H. Mao, H. Long, S. Ke, C. Fu, Y. Zhu, C. Wan, Q. Wan, Nat. Commun. 2023, 14, 3444.

[23] X. Tang, H. Shen, S. Zhao, N. Li, J. Liu, Nat. Electron. 2023, 6, 109.

[24] Y.-X. Hou, Y. Li, Z.-C. Zhang, J.-Q. Li, D.-H. Qi, X.-D. Chen, J.-J. Wang, B.-W. Yao, M.-X. Yu, T.-B. Lu, J. Zhang, ACS Nano 2020, 15, 1497.

[25] K. L. Yang, S. J. Yuan, Y. X. Huan, J. Wang, L. Tu, J. W. Xu, Z. Zou, Y. Q. Zhan, L. R. Zheng, F. Seoane, npj Flexible Electron 2018, 2, 20.

[26] T.-Y. Wang, Z.-Y. He, H. Liu, L. Chen, H. Zhu, Q.-Q. Sun, S.-J. Ding, P. Zhou, D. W. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 37345.

[27] U. Jung, M. Kim, J. Jang, J. H. Bae, I. M. Kang, S. H. Lee, Adv. Sci. 2023, 11, 2307494.

[28] X. Wang, S. T. Yang, Z. Z. Qin, B. Hu, L. J. Bu, G. H. Lu, Adv. Mater. 2023, 35, 2303699.

[29] X. T. Jia, R. Guo, B. K. Tay, X. B. Yan, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2205933.

[30] J. H. Lee, K. Cho, J. K. Kim, Y. Won, T. Kim, D. Kim, Adv. Mater. 2024, 36, 2310505.

[31] Z. Y. Xu, F. Zhang, E. R. Xie, C. Hou, L. T. Yin, H. Q. Liu, M. F. Yin, L. Yin, X. J. Liu, Y. A. Huang, Research 2024, 7, 0497.

[32] H. Wang, B. Sun, S. S. Ge, J. Su, M. L. Jin, npj Flexible Electron 2024, 8, 28.

[33] J. H. Koo, S. Jeong, H. J. Shim, D. Son, J. Kim, D. C. Kim, S. Choi, J.-I. Hong, D.-H. Kim, ACS Nano 2017, 11, 10032.

[34] T. Sarkar, K. Lieberth, A. Pavlou, T. Frank, V. Mailaender, I. McCulloch, P. W. M. Blom, F. Torricelli, P. Gkoupidenis, Nat. Electron. 2022, 5, 774.

[35] T.-Y. Wang, J.-L. Meng, Q.-X. Li, L. Chen, H. Zhu, Q.-Q. Sun, S.-J. Ding, D. W. Zhang, J. Mater. Sci. Technol. 2021, 60, 21.

[36] M. U. Khan, J. Kim, M. Y. Chougale, C. M. Furqan, Q. M. Saqib, R. A. Shaukat, N. P. Kobayashi, B. Mohammad, J. Bae, H. S. Kwok, Microsyst. Nanoeng 2022, 8, 56.

[37] F. Sun, Q. Lu, S. Feng, T. Zhang, ACS Nano 2021, 15, 3875.

[38] L. Tang, J. Wang, Y. Huang, H. Wang, C. Wang, Y. Yang, J. Mater. Chem. C 2024, 12, 3622.

[39] H. L. Park, Y. Lee, N. Kim, D. G. Seo, G. T. Go, T. W. Lee, Adv. Mater. 2020, 32, 1903558.

[40] Z. Y. Li, L. Q. Zhu, L. Q. Guo, Z. Y. Ren, H. Xiao, J. C. Cai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 7784.

[41] Q. Lu, Y. Xia, F. Sun, Y. Shi, Y. Zhao, S. Wang, T. Zhang, Adv. Mater. Technol. 2023, 8, 2300059.

[42] D. Wu, Q. Zhang, X. Wang, B. Zhang, Nanoscale 2023, 15, 2726.

[43] R. Sajapin, D. Vurro, P. D’Angelo, G. Tarabella, S. L. Marasso, M. Cocuzza, M. Botti, M. Buttrini, A. Calderaro, T. Berzina, S. Iannotta, ACS Appl. Electron. Mater. 2022, 4, 5875.

[44] Z. Rao, X. Wang, S. Mao, J. Qin, Y. Yang, M. Liu, C. Ke, Y. Zhao, B. Sun, ACS Appl. Nano Mater. 2023, 6, 18645.

[45] Z.-J. Chen, Z. Tang, Z.-Y. Fan, J.-L. Fang, F. Qiu, Y.-P. Jiang, X.-G. Tang, Y.-C. Zhou, X. Jiang, J. Gao, Mater. Sci. Semicond. Process. 2025, 188, 109203.

[46] G. Dastgeer, A. M. Afzal, J. Aziz, S. Hussain, S. H. A. Jaffery, D.-k. Kim, M. Imran, M. A. Assiri, Materials 2021, 14, 7535.

[47] Z. Zhou, F. Xiu, T. Jiang, J. Xu, J. Chen, J. Liu, W. Huang, J. Mater. Chem. C 2019, 7, 10764.

[48] D. J. Lee, S. Lee, D. Y. Kim, Ceram. Int. 2021, 47, 28437.

[49] Y. Sun, R. Zhang, C. Teng, J. Tan, Z. Zhang, S. Li, J. Wang, S. Zhao, W. Chen, B. Liu, H.-M. Cheng, Mater. Today 2023, 66, 9.

[50] Z. Xu, Y. X. Li, Y. Xia, C. Y. Shi, S. J. Chen, C. L. Ma, C. Zhang, Y. Li, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2312658.

[51] K. A. S. Fernando, S. Sahu, Y. Liu, W. K. Lewis, E. A. Guliants, A. Jafariyan, P. Wang, C. E. Bunker, Y.-P. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 8363.

[52] L. Wang, J. Yang, X. Zhang, D. Wen, Nanomaterials 2023, 13, 3021.

[53] M. D. Ganeriwala, R. Motos Espada, E. G. Marin, J. Cuesta-Lopez, M. Garcia-Palomo, N. Rodríguez, F. G. Ruiz, A. Godoy, ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 49724.

[54] J. G. Min, W. J. Cho, Micromachines 2021, 12, 1259.

[55] Q. F. Lu, F. Q. Sun, L. Liu, L. H. Li, M. M. Hao, Z. H. Wang, T. Zhang, npj Flexible Electron 2020, 4, 3.

[56] Z. Zhao, J. Tang, J. Yuan, Y. Li, Y. Dai, J. Yao, Q. Zhang, S. Ding, T. Li, R. Zhang, Y. Zheng, Z. Zhang, S. Qiu, Q. Li, B. Gao, N. Deng, H. Qian, F. Xing, Z. You, H. Wu, ACS Nano 2022, 16, 16784.

[57] F. Yang, Z. Liu, X. Ding, Y. Li, C. Wang, G. Shen, Chip 2024, 3, 100086.

[58] W. Tong, Y. Liu, Science China-Information Sciences 2023, 66, 160402.

[59] R. Xu, H. Jang, M.-H. Lee, D. Amanov, Y. Cho, H. Kim, S. Park, H.-j. Shin, D. Ham, Nano Lett. 2019, 19, 2411.

[60] B. S. Tang, H. Veluri, Y. D. Li, Z. G. Yu, M. Waqar, J. F. Leong, M. Sivan, E. Zamburg, Y. W. Zhang, J. Wang, A. V. Y. Thean, Nat. Commun. 2022, 13, 3037.

[61] L. Chua, IEEE Transactions on Circuit Theory 1971, 18, 507.

[62] K. X. Sun, J. S. Chen, X. B. Yan, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2006773.

[63] D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2008, 453, 80.

[64] Z. H. Peng, Z. Q. Cheng, S. W. Ke, Y. Y. Xiao, Z. E. Ye, Z. K. Wang, T. Y. Shi, C. Ye, X. Wen, P. K. Chu, X. F. Yu, J. H. Wang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2211269.

[65] Y. Li, S. B. Long, Y. Liu, C. Hu, J. Teng, Q. Liu, H. B. Lv, J. Suñé, M. Liu, Nanoscale Res. Lett. 2015, 10, 1.

[66] J. Huang, S. Yang, X. Tang, L. Yang, W. Chen, Z. Chen, X. Li, Z. Zeng, Z. Tang, X. Gui, Adv. Mater. 2023, 35, 2303737.

[67] Y. Lin, J. L. Liu, J. J. Shi, T. Zeng, X. Y. Shan, Z. Q. Wang, X. N. Zhao, H. Y. Xu, Y. C. Liu, Appl. Phys. Lett. 2021, 118, 103502.

[68] J. Zhou, W. Li, Y. Chen, Y. H. Lin, M. Yi, J. Li, Y. Qian, Y. Guo, K. Cao, L. Xie, H. Ling, Z. Ren, J. Xu, J. Zhu, S. Yan, W. Huang, Adv. Mater. 2020, 33, 2006201.

[69] T.-Y. Wang, J.-L. Meng, Q.-X. Li, Z.-Y. He, H. Zhu, L. Ji, Q.-Q. Sun, L. Chen, D. W. Zhang, Nano Energy 2021, 89, 106291.

[70] J. Meng, J. Song, Y. Fang, T. Wang, H. Zhu, L. Ji, Q.-Q. Sun, D. W. Zhang, L. Chen, ACS Nano 2024, 18, 9150.

[71] J.-L. Meng, T.-Y. Wang, Z.-Y. He, L. Chen, H. Zhu, L. Ji, Q.-Q. Sun, S.-J. Ding, W.-Z. Bao, P. Zhou, D. W. Zhang, Mater. Horiz. 2021, 8, 538.

[72] T. Y. Wang, J. L. Meng, Z. Y. He, L. Chen, H. Zhu, Q. Q. Sun, S. J. Ding, P. Zhou, D. W. Zhang, Adv. Sci. 2020, 7, 1903480.

[73] C. Lu, J. Meng, J. Song, K. Xu, T. Wang, H. Zhu, Q.-q. Sun, D. W. Zhang, L. Chen, ACS Nano 2024, 18, 29715.

[74] J. Meng, T. Wang, H. Zhu, L. Ji, W. Bao, P. Zhou, L. Chen, Q.-Q. Sun, D. W. Zhang, Nano Lett. 2021, 22, 81.

[75] J.-L. Meng, T.-Y. Wang, L. Chen, Q.-Q. Sun, H. Zhu, L. Ji, S.-J. Ding, W.-Z. Bao, P. Zhou, D. W. Zhang, Nano Energy 2021, 83, 105815.

[76] J. J. Yang, M. D. Pickett, X. Li, D. A. A. Ohlberg, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 429.

[77] S. Kwon, T.-W. Kim, S. Jang, J.-H. Lee, N. D. Kim, Y. Ji, C.-H. Lee, J. M. Tour, G. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 34015.

[78] Q. Gao, A. Huang, Q. Hu, X. Zhang, Y. Chi, R. Li, Y. Ji, X. Chen, R. Zhao, M. Wang, H. Shi, M. Wang, Y. Cui, Z. Xiao, P. K. Chu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 21734.

[79] L. Niu, P. Xu, T. Huang, W. Yang, Z. Chen, X. Chen, N. Dai, Adv. Electron. Mater. 2024, 10, 2400006.

[80] X. Sheng, C. E. Graves, S. Kumar, X. Li, B. Buchanan, L. Zheng, S. Lam, C. Li, J. P. Strachan, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1800876.

[81] Z. Li, T. Wang, J. Meng, H. Zhu, Q. Sun, D. W. Zhang, L. Chen, Mater. Horiz. 2023, 10, 3643.

[82] Y. Xu, J. Zhang, X. Han, X. Wang, C. Ye, W. Mu, Z. Jia, K. Qian, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 25831.

[83] B. Sun, X. Li, T. Feng, S. Cai, T. Chen, C. Zhu, J. Zhang, D. Wang, Y. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 51837.

[84] Y. Wang, Z. Lv, Q. Liao, H. Shan, J. Chen, Y. Zhou, L. Zhou, X. Chen, V. A. L. Roy, Z. Wang, Z. Xu, Y. J. Zeng, S. T. Han, Adv. Mater. 2018, 30, 1800327.

[85] K. Nagashima, T. Yanagida, M. Kanai, K. Oka, A. Klamchuen, S. Rahong, G. Meng, M. Horprathum, B. Xu, F. Zhuge, Y. He, T. Kawai, Jpn. J. Appl. Phys. 2012, 51, 11pe09.

[86] X. Li, Z. Feng, J. Zou, X. Wang, G. Hu, F. Wang, C. Ding, Y. Zhu, F. Yang, Z. Wu, Y. Dai, J. Appl. Phys. 2022, 132, 139902.

[87] N. Ghenzi, T. W. Park, S. S. Kim, H. J. Kim, Y. H. Jang, K. S. Woo, C. S. Hwang, Nanoscale Horiz. 2024, 9, 427.

[88] J. Liu, H. Yang, Y. Ji, Z. Ma, K. Chen, X. Zhang, H. Zhang, Y. Sun, X. Huang, S. Oda, Nanotechnology 2018, 29, 415205.

[89] G. S. Kim, H. Song, Y. K. Lee, J. H. Kim, W. Kim, T. H. Park, H. J. Kim, K. Min Kim, C. S. Hwang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 47063.

[90] D. Panda, Y.-F. Hui, T.-Y. Tseng, Nanoscale 2024, 16, 16148.

[91] Q. Chen, M. Lin, Z. Wang, X. Zhao, Y. Cai, Q. Liu, Y. Fang, Y. Yang, M. He, R. Huang, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1800852.

[92] L. Wang, L. Chen, S. L. Wong, X. Huang, W. Liao, C. Zhu, Y. F. Lim, D. Li, X. Liu, D. Chi, K. W. Ang, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900393.

[93] X. Xin, L. Y. Sun, J. M. Chen, Y. Z. Bao, Y. Tao, Y. Lin, J. Y. Bian, Z. Q. Wang, X. N. Zhao, H. Y. Xu, Y. C. Liu, Front. Comput. Neurosci 2022, 16, 1015945.

[94] G. Wang, A.-R. O. Raji, J.-H. Lee, J. M. Tour, ACS Nano 2014, 8, 1410.

[95] H. Y. Jeong, J. Y. Kim, J. W. Kim, J. O. Hwang, J.-E. Kim, J. Y. Lee, T. H. Yoon, B. J. Cho, S. O. Kim, R. S. Ruoff, S.-Y. Choi, Nano Lett. 2010, 10, 4381.

[96] K. Qian, R. Y. Tay, V. C. Nguyen, J. Wang, G. Cai, T. Chen, E. H. T. Teo, P. S. Lee, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 2176.

[97] Y. Qiu, S. Sun, X. Wang, K. Shi, Z. Wang, X. Ma, W. Zhang, G. Bao, Y. Tian, Z. Zhang, H. Ding, H. Chai, A. Liu, H. Wu, npj Flexible Electronics 2022, 6, 45.

[98] Z. D. Luo, J. J. P. Peters, A. M. Sanchez, M. Alexe, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 23313.

[99] R. Guo, L. Zhang, J. Meng, A. Liu, J. Yuan, K. Zheng, J. Tian, Adv. Electron. Mater. 2020, 6, 2000035.

[100] Y. C. Lai, F. C. Hsu, J. Y. Chen, J. H. He, T. C. Chang, Y. P. Hsieh, T. Y. Lin, Y. J. Yang, Y. F. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 2733.

[101] K. Qian, V. C. Nguyen, T. Chen, P. S. Lee, Adv. Electron. Mater. 2016, 2, 1500370.

[102] C. Ren, G. Zhong, Q. Xiao, C. Tan, M. Feng, X. Zhong, F. An, J. Wang, M. Zi, M. Tang, Y. Tang, T. Jia, J. Li, Adv. Funct. Mater. 2019, 30, 1906131.

[103] H. Sun, Z. Luo, C. Liu, C. Ma, Z. Wang, Y. Yin, X. Li, J. Materiomics. 2022, 8, 144.

[104] X. Zhang, C. Wu, Y. Lv, Y. Zhang, W. Liu, Nano Lett. 2022, 22, 7246.

[105] S. J. Kim, I. H. Im, J. H. Baek, S. H. Park, J. Y. Kim, J. J. Yang, H. W. Jang, ACS Nano 2024, 18, 28131.

[106] D. Son, J. H. Koo, J.-K. Song, J. Kim, M. Lee, H. J. Shim, M. Park, M. Lee, J. H. Kim, D.-H. Kim, ACS Nano 2015, 9, 5585.

[107] C. Wu, T. W. Kim, H. Y. Choi, D. B. Strukov, J. J. Yang, Nat. Commun. 2017, 8, 752.

[108] Y. F. Cheng, L. Li, Z. Y. Liu, S. W. Yan, F. Cheng, Y. Yue, S. F. Jia, J. B. Wang, Y. H. Gao, L. Y. Li, Research 2022, 2022, 9843268.

[109] Y. Liu, X. F. Zhou, H. Yan, Z. F. Zhu, X. Shi, Y. H. Peng, L. Chen, P. N. Chen, H. S. Peng, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2201510.

[110] J. Tang, X. Pan, X. Chen, B. Jiang, X. Li, J. Pan, H. Qu, Z. Huang, P. Wang, J. Duan, G. Ma, H. Wan, L. Tao, J. Zhang, H. Wang, Adv. Funct. Mater. 2024, 35, 2412375.

[111] R. A. John, N. Shah, S. K. Vishwanath, S. E. Ng, B. Febriansyah, M. Jagadeeswararao, C. H. Chang, A. Basu, N. Mathews, Nat. Commun. 2021, 12, 3681.

[112] C. A. Y. Han, Z. R. Han, S. L. Fang, S. Q. Fan, J. Q. Yin, W. H. Liu, X. Li, S. Q. Yang, G. H. Zhang, X. L. Wang, L. Geng, Adv. Mater. Interfaces 2022, 9, 2200394.

[113] L. Ai, Y. Pei, Z. Song, X. Yong, H. Song, G. Liu, M. Nie, G. I. N. Waterhouse, X. Yan, S. Lu, Adv. Sci. 2023, 10, 2207688.

[114] Y. Wang, J. Su, G. Ouyang, S. Geng, M. Ren, W. Pan, J. Bian, M. Cao, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2316397.

[115] Y. Wang, M. Cao, J. Bian, Q. Li, J. Su, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2209907.

[116] X. Xu, X. Zhou, T. Wang, X. Shi, Y. Liu, Y. Zuo, L. Xu, M. Wang, X. Hu, X. Yang, J. Chen, X. Yang, L. Chen, P. Chen, H. Peng, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 12762.

[117] L. T. Yu, D. B. Liu, Interdiscip. Mater. 2024, 12233.

[118] M. Prezioso, F. Merrikh-Bayat, B. D. Hoskins, G. C. Adam, K. K. Likharev, D. B. Strukov, Nature 2015, 521, 61.

[119] R. Yang, H. M. Huang, X. Guo, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900287.

[120] Z.-Y. He, T.-Y. Wang, J.-L. Meng, H. Zhu, L. Ji, Q.-Q. Sun, L. Chen, D. W. Zhang, Mater. Horiz. 2021, 8, 3345.

[121] J. S. Tang, F. Yuan, X. K. Shen, Z. R. Wang, M. Y. Rao, Y. Y. He, Y. H. Sun, X. Y. Li, W. B. Zhang, Y. J. Li, B. Gao, H. Qian, G. Q. Bi, S. Song, J. J. Yang, H. Q. Wu, Adv. Mater. 2019, 31, 1902761.

[122] J. Guo, L. Liu, J. Wang, X. Zhao, Y. Zhang, Y. Yan, Nano Lett. 2024, 24, 1951.

[123] H. Kim, M. Kim, A. Lee, H. L. Park, J. Jang, J. H. Bae, I. M. Kang, E. S. Kim, S. H. Lee, Adv. Sci. 2023, 10, 2300659.

[124] H. M. Huang, R. Yang, Z. H. Tan, H. K. He, W. Zhou, J. Xiong, X. Guo, Adv. Mater. 2018, 31, 1803849.

[125] Y. Kim, A. Chortos, W. Xu, Y. Liu, J. Y. Oh, D. Son, J. Kang, A. M. Foudeh, C. Zhu, Y. Lee, S. Niu, J. Liu, R. Pfattner, Z. Bao, T.-W. Lee, Science 2018, 360, 998.

[126] Z. Y. Li, Z. S. Li, W. Tang, J. P. Yao, Z. P. Dou, J. J. Gong, Y. F. Li, B. N. Zhang, Y. X. Dong, J. Xia, L. Sun, P. Jiang, X. Cao, R. Yang, X. S. Miao, R. G. Yang, Nat. Commun. 2024, 15, 7275.

[127] Y. Lee, J. Y. Oh, W. Xu, O. Kim, T. R. Kim, J. Kang, Y. Kim, D. Son, J. B. H. Tok, M. J. Park, Z. N. Bao, T. W. Lee, Sci. Adv. 2018, 4, eaat7387.

[128] L. F. Sun, Y. S. Zhang, G. Han, G. Hwang, J. B. Jiang, B. Joo, K. Watanabe, T. Taniguchi, Y. M. Kim, W. J. Yu, B. S. Kong, R. Zhao, H. Yang, Nat. Commun. 2019, 10, 3161.

[129] M. Xie, Y. Jia, C. Nie, Z. Liu, A. Tang, S. Fan, X. Liang, L. Jiang, Z. He, R. Yang, Nat. Commun. 2023, 14, 5952.

RIGHTS & PERMISSIONS

2025 The Author(s). FlexMat published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Nanjing University of Posts & Telecommunications.