我們距離整個都可以彎過來折過去的手機不遠了？

【圖注】藍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&法國國家科學研究中心（CNRS）

可應(yīng)用于柔性電子產(chǎn)品的有機納米材料技術(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/擦除速度達到了實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，斯特拉斯堡大學和法國國家科學研究中心（CNRS）的研究團隊與柏林洪堡大學以及斯洛文尼亞新戈里察大學的研究者合作，開發(fā)出了一種由有機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，研制柔性有機存儲器的主要難點在于，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，還要允許反復寫入/擦除多次。

這個國際研究團隊克服了這些障礙，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）的有機半導體來說急需的特性，” Orgiu補充道。

在發(fā)表于Nature Nanotechnology的論文中，研究團隊解釋道，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，因為它們的兩種形式在各種環(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，即使被嵌入在半導體聚合物基質(zhì)中，它們也可以進行切換， 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。他還補充說，DAE分子的另一個優(yōu)點是響應(yīng)光照進行轉(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驗室樣機，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，并計劃持續(xù)測試器件在封裝后的表現(xiàn)及穩(wěn)定性。

研究團隊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Stefan Hecht補充道：“把這種存儲器件應(yīng)用到采用其他有機電子技術(shù)（有機LED和有機場效應(yīng)晶體管）的電子設(shè)備中，是非常重要的一步，因為整個系統(tǒng)都將從有機電子元件的優(yōu)點中受益。”

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