高度有序的纳米针尖阵列在诸多方面都有重要的应用，如光电器件、生物传感、太阳能电池等。传统制备纳米针尖阵列的方法包括紫外光刻、电子束曝光、聚焦离子束、纳米压印等。这些方法都有其局限性，紫外光刻分辨率不足，电子束曝光和聚焦离子束无法实现大面积制备针尖阵列，纳米压印成本较高。因此亟需一种高分辨、大面积、低成本的纳米针尖阵列制备方法。
图1. 纳米针尖阵列的制备流程和针尖阵列基底的光透射谱
图2. 基于纳米针尖阵列的RRAM器件性能表征
我们利用离子束辐照结合反向刻印的方法在柔性衬底上制备出了大面积均匀的纳米针尖阵列（如图1），针尖尺寸可以达到50 nm级，阵列面积可以实现晶圆级。这是FIB、EBL以及紫外光刻所不能实现的。由于制备的反向刻印模板可以重复使用，因此可以降低成本。进一步，我们将这种针尖阵列用于制备基于单细丝的柔性透明阻变存储器件（如图2）。利用这种高度均匀、有序的纳米针尖阵列，本工作成功的将单个金属针尖引入到阻变存储器中。得到的器件表现出超高的开关比（~108），超低的关态电流（~10-12 A），以及高度稳定的操作电压。同时，器件拥有非常低的Forming电压（0.8 V）以及操作电压（VSET = 0.3 V，VRESET = -0.1 V）。器件的原理是基于金属针尖的局域电场增强效应，通过在底电极上引入金属纳米针尖可以有效的控制导电细丝的形成以及断裂，从而实现高稳定性的阻变存储器件。
相关工作（Design of Wafer-Scale Uniform Au Nanotip Array by Ion Irradiation for Enhanced Single Conductive Filament Resistive Switching）近期发表在Nano Energy, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104213。
