Ultralow-power hukommelse bruger størrelsesordener mindre strøm end andre enheder

(PhysOrg.com) - Efterhånden som RFID -tags bliver mere udbredt til sporing og identifikation af næsten alt, forskere fortsætter med at udvikle billigt, ultralav-strøm hukommelsesenheder til disse applikationer. I en nylig undersøgelse, forskere fra Cambridge har taget endnu et skridt fremad på dette område ved at udvikle en skrive-en gang-læs-mange-gange (WORM) hukommelsesenhed, der kun kræver en brøkdel af den strøm, der kræves af tidligere enheder. I princippet, lavenergihukommelsen kan bruges i ethvert organisk elektronisk kredsløb, hvor driftseffekten er lav.

Forskerne, Jianpu Wang, Feng Gao, og Neil Greenham fra Cavendish Laboratory i Cambridge, har offentliggjort deres undersøgelse i et nylig nummer af Applied Physics Letters. Som forskerne forklarer, RFID -tags kræver en hukommelsesenhed, der kun kan programmeres og læses ved hjælp af kun den lille mængde strøm, der tages fra radiofrekvensfeltet. Ud over at kræve et meget lavt strømforbrug og driftsspænding, Engangs RFID'er kræver også hukommelsesenheder, der er billige.

Cambridge -forskernes WORM -hukommelse opfylder begge disse krav. Det elektroniske design er fremstillet af løsningsbehandling, gør det billigere end andre teknikker, såsom dem, der kræver litografi. For at skrive data, enheden bruger ZnO halvleder -nanopartikler til at injicere elektroner i en ledende polymer. De injicerede elektroner kan bruges til at programmere hukommelsen ved permanent at reducere ledningsevnen for polymeren, producerer en isolerende tilstand. Forskerne demonstrerede, at enhederne kunne programmeres ved effekttætheder på mindre end 0,1 W/cm ² , som er størrelsesordener lavere end tidligere rapporterede ultralow-power WORM-enheder, som typisk kræver mindst 10 W/cm ² .

Forskerne forklarer, at enhedernes lave effekt er en konsekvens af effektiviteten af ​​de injicerede elektroner ved at dedopere den tidligere dopede polymer. Den ledende polymer, kaldet PEDOT:PSS, er allerede positivt dopet (med PSS), giver det en positiv ladning. Når elektronerne injiceres af nanopartiklerne, de dedopererer polymeren, reducere dets ledningsevne.

“Ved at bruge den brede båndgap ZnO nanopartikler, den elektroniske enhedens struktur gør det muligt for os at blokere hulstrømmen, ”Fortalte Wang PhysOrg.com . "I mellemtiden de injicerede elektroner kan dedopere PEDOT effektivt, fører til en isolerende tilstand. ”

Selvom forskerne stadig undersøger detaljerne i dedoperingsmekanismen, deres forsøg viser, at vand i polymerfilmen, som kan absorberes fra atmosfæren, spiller en vigtig rolle i dedopingsprocessen. I forsøg udført under en nitrogenatmosfære, den lave effekttæthed kunne ikke permanent ændre polymerens ledningsevne. Forskerne håber også at kunne foretage nogle yderligere forbedringer af enheden.

"Den nuværende struktur kræver stadig en termisk fordampningsproces for at deponere metalelektroder, ”Sagde Wang. ”Vores igangværende forskning er at lave en helt løsningsbehandlet laveffekt WORM. Vi har i øjeblikket nogle opmuntrende resultater på disse ekstremt billige, lav-effekt WORM-enheder. ”

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