Høj pålidelighed af fleksibel organisk transistorhukommelse ser lovende ud for fremtidens elektronik

(PhysOrg.com) -- Med den konstante efterspørgsel efter højtydende ikke-flygtige hukommelsesenheder, forskere fortsætter med at udvikle bedre minder - dem med lavt strømforbrug, god pålidelighed, og lave produktionsomkostninger. I en nylig undersøgelse, ingeniører fra Korea har demonstreret en fleksibel hukommelse baseret på en organisk transistor, som de siger kunne integreres nemt og billigt, sammen med transistorer og logiske kredsløb, til fleksible elektroniske enheder.

Ingeniørerne Jang-Sik Lee og Soo-Jin Kim fra Kookmin University i Seoul, Korea, har offentliggjort detaljerne om den fleksible organiske transistorhukommelse i et nyligt nummer af Nano bogstaver .

"Forbedringen i denne hukommelsesenhed er den forbedrede pålidelighed og stabilitet, ” fortalte Lee PhysOrg.com . "Rent faktisk, organiske elektroniske enheder lider under den alvorlige nedbrydning med hensyn til enhedens ydeevne i henhold til driftstiden. Her, vi demonstrerede den forbedrede dataopbevaring og udholdenhed ved at optimere hukommelsesenhedens strukturer. Ud over, de fleksible hukommelsesenheder viser sig at være meget stabile i gentagne bøjningscyklusser, bekræfter den gode mekaniske stabilitet."

Som forskerne viste i deres undersøgelse, hukommelsesenheden kan tilbyde kontrollerbar tærskelspænding til skrivning og sletning af information, opbevaringstider på mere end et år, og pålidelighed efter hundredvis af gentagne programmerings-/sletningscyklusser, samt god fleksibilitet, der kunne tåle mere end 1, 000 gentagne bukkecyklusser. Plus, alle fremstillingsprocesser kunne udføres ved lave temperaturer, muliggør lavere produktionsomkostninger.

For at designe hukommelsen, forskerne udnyttede eksisterende organiske transistorenheder, som allerede tilbyder fremragende ydeevne. Ved at indlejre guld-nanopartikler (som ladningsfangende elementer) og dielektriske lag (som ladningstunnel- og blokeringselementer) i organiske tyndfilmstransistorer, forskerne skabte organiske hukommelsesenheder med lignende elektriske og mekaniske egenskaber som transistorerne. Den resulterende organiske transistor-baserede hukommelse blev syntetiseret på et fleksibelt substrat på ca. 3 x 3 cm ² .

Som forskerne forklarede mere detaljeret, programmerings- og sletningsoperationerne blev udført ved at påføre en positiv eller negativ 90-volts puls i et sekund til bund-gate-elektroden. For at skrive information, en negativ spænding blev påført, hvilket fik ladningsbærere til at tunnelere gennem et 10 nm tykt tunnelingslag for at nå guldnanopartiklerne i det gate dielektriske lag. I det ladningsfangende lag, hver nanopartikel fanget 4-5 huller, som forskerne definerede som skriftlige tilstande. De skrevne tilstande kunne slettes ved at påføre en positiv spænding, der fik guldnanopartiklerne til at skubbe hullerne ud. En læsespænding på -8 volt kunne anvendes til at måle og aflæse drænstrømmen. Ingeniørerne viste, at disse programmering, læsning, og sletningsoperationer kunne udføres gentagne gange med mindre forringelse sammenlignet med andre hukommelsesenheder.

"De fleksible hukommelsesenheder, der tidligere er blevet rapporteret, er baseret på resistive switching hukommelsesenheder, " sagde Lee. "I det tilfælde, vi har brug for yderligere aktive komponenter (f.eks. en diode eller transistor) til at betjene de resistive omskiftningshukommelseselementer. Hukommelsesenhederne udviklet i denne undersøgelse er baseret på felteffekttransistorer, og hukommelseselementer er indlejret i gate dielektriske lag af organiske transistorer. Så program-/sletningsoperationerne kan styres af transistoroperationerne. Dette er en stor fordel med hensyn til enhedsskalering og kredsløbsdesign, da strukturen ligner de konventionelle flashhukommelsesenheder. Så vi kan bruge den avancerede flash-hukommelsesteknologi til at designe og fremstille de integrerede fleksible hukommelsesenheder."

I øjeblikket, forskerne arbejder på yderligere at forbedre hukommelsesegenskaberne for disse organiske transistor-baserede hukommelsesenheder, ved at sænke driftsspændingen. Ud over, da det meste af enheden er gennemsigtig bortset fra elektroderne, forskerne håber at inkorporere gennemsigtige elektroder for at skabe en fuldstændig gennemsigtig, fleksibel hukommelsesenhed.

"De fleksible organiske hukommelsesenheder kan anvendes til bærbare/strækbare/foldbare elektroniske enheder, " sagde Lee. "Ud over, der er næsten ingen grænser for substratmaterialer og geometri, så integration af hukommelsesenheder på ukonventionelle substrater er mulig. Endelig, Vi tror, ​​at hukommelsesenhederne kan bruges i gennemsigtige skærme og head-up skærme i den nærmeste fremtid."

• Lær om at blive PhysOrg.com-sponsor

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.