繼柔性顯示屏、柔性電路后，柔性內(nèi)存也出現(xiàn)了

我們距離整個都可以彎過來折過去的手機(jī)不遠(yuǎn)了？

【圖注】藍(lán)光和綠光分別用于在柔性晶體管設(shè)備上寫入和擦除信息。半導(dǎo)體聚合物基質(zhì)中包含的分子開關(guān)可在兩種狀態(tài)之間來回切換：與穿過半導(dǎo)體的電流相互作用）或者不發(fā)生相互作用。圖片來源：Paolo Samori，斯特拉斯堡大學(xué)&法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）

可應(yīng)用于柔性電子產(chǎn)品的有機(jī)納米材料技術(shù)不斷取得突破，但讓人不解的是：為什么這些技術(shù)沒有被更多地應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備上？問題在于，雖然我們可以用有機(jī)納米材料制造柔性邏輯電路和顯示屏，但是，要造出寫入/擦除速度達(dá)到了實(shí)用水平的柔性非易失性存儲器（內(nèi)存）還有很長一段路要走。

最近，斯特拉斯堡大學(xué)和法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）的研究團(tuán)隊(duì)與柏林洪堡大學(xué)以及斯洛文尼亞新戈里察大學(xué)的研究者合作，開發(fā)出了一種由有機(jī)納米材料制成的柔性非易失性光存儲薄膜晶體管，這種新器件有望改變可穿戴電子設(shè)備的格局。

到目前為止，研制柔性有機(jī)存儲器的主要難點(diǎn)在于，這種系統(tǒng)不能隨時間推移而丟失數(shù)據(jù)（非易失），而且得是柔性的，還要允許反復(fù)寫入/擦除多次。

這個國際研究團(tuán)隊(duì)克服了這些障礙，但他們希望有更多的突破。“我們希望每個器件可以存儲不止一個比特（多級操作）；我們實(shí)現(xiàn)了8個比特，”文章作者之一，來自CNRS的研究員Emanuele Orgiu在接受 IEEE Spectrum的郵件采訪時說。

“除此之外，我們的器件可以直接用溶液在塑料基板上制成，并且它們的響應(yīng)時間非常短（在納秒級），對于響應(yīng)時間通常很長（大于1毫秒）的有機(jī)半導(dǎo)體來說急需的特性，” Orgiu補(bǔ)充道。

在發(fā)表于Nature Nanotechnology的論文中，研究團(tuán)隊(duì)解釋道，他們使用二芳基乙烯（DAEs）來制作存儲器件，具備上述的所有特性。DAEs可以在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換（稱為打開或關(guān)閉形式）。從寫入到擦除的轉(zhuǎn)換則只需要改變?nèi)肷涞讲牧媳砻娴墓獾牟ㄩL（藍(lán)光寫入，綠光擦除）。

“我們研究中使用的DEAs特別適合非易失性數(shù)據(jù)存儲，因?yàn)樗鼈兊膬煞N形式在各種環(huán)境條件下都是穩(wěn)定的，”另一個CNRS的研究員Tim Leydecker解釋道。“并且，即使被嵌入在半導(dǎo)體聚合物基質(zhì)中，它們也可以進(jìn)行切換， 未來有望用于制造柔性薄膜。”

CRNS的Paolo Samorì解釋說，DAE分子對3納秒激光脈沖的快速響應(yīng)使得它們與現(xiàn)代電子器件有相同的競爭力。他還補(bǔ)充說，DAE分子的另一個優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)光照進(jìn)行轉(zhuǎn)換的分子數(shù)可以被精確控制，這是在多級存儲中提高數(shù)據(jù)密度的關(guān)鍵要求。

他們目前所制作的器件是實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，因此面積相對較大，有1平方毫米。毫無疑問，要使其成為商業(yè)產(chǎn)品，微型化以及合適的封裝是非常重要的。然而，研究者已經(jīng)著眼于此，并計(jì)劃持續(xù)測試器件在封裝后的表現(xiàn)及穩(wěn)定性。

研究團(tuán)隊(duì)還將檢查新器件的生產(chǎn)過程是否與現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝兼容，例如卷對卷制造技術(shù)和噴墨打印。

柏林洪堡大學(xué)Stefan Hecht補(bǔ)充道：“把這種存儲器件應(yīng)用到采用其他有機(jī)電子技術(shù)（有機(jī)LED和有機(jī)場效應(yīng)晶體管）的電子設(shè)備中，是非常重要的一步，因?yàn)檎麄€系統(tǒng)都將從有機(jī)電子元件的優(yōu)點(diǎn)中受益。”

撰文：Dexter Johnson

翻譯：馬卉

校審：趙昌昊

原文鏈接：hhttp://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/nonvolatile-flexible-memory-just-got-a-lot-closer