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可穿戴技术重大突破:有机纳米材料制成柔性存储器

日期:2016-10-10

 

有机纳米材料,作为一项常规技术突破,已广泛应用于柔性电子领域,例如制成柔性逻辑电路或者显示器。但是,目前的可穿戴电子设备中,有机纳米材料并没有得到更广泛应用,主要是因为它们无法产生柔性、非易失、具有实用的读写速度的存储器。最近,一组国际研究人员团队的突破性研究,解决了这一问题。

研究简介

最近,法国斯特拉斯堡大学、国家科学研究中心(CNRS)、柏林洪堡大学 、斯洛文尼亚新戈里察大学的一组研究人员,合作开发了一种柔性、非易失、由有机纳米材料组成的光学存储薄膜晶体管设备,成为可穿戴电子领域的又一项重大突破。

开发柔性有机存储器所面临的挑战

目前为止,开发柔性有机存储器的主要挑战来自于:创建稳定的、不会随着时间推移失去数据的、柔性的、提供具有实用性的擦写循环(持久)的系统。

该设备的原理和优势

团队通过发表在《自然纳米技术》杂志上的论文,解释了通过一种称为“二芳基乙烯 ”(DAEs)的分子制造这种设备,能够在两种状态(称为打开或者关闭的形式)之间切换。从写入转向擦除的过程很简单,只需要调节照射材料的光线波长(蓝光用于写,绿光用于擦除)。

该国际研究团队不仅克服了以上柔性有机存储器所面临的所有挑战,而且更进了一步。看看研究人员是如何评价设备特性和优势的:

CNRS的研究员、论文的作者之一Emanuele Orgiu如此评价:

“我们想要每个设备能够存储超过单个比特(多节操作);我们完成了8个比特,另外,我们的设备直接在塑料基底上制作,具有十分快速的响应时间(纳秒级),这是一个非常受欢迎的特性,有机半导体材料通常具有较长的响应时间(超过1微秒)。”

CNRS的研究员,研究团队的成员Tim Leydecker认为:

“我们的研究中使用的DAEs,特别适合非易失数据存储,因为它们的两种形式在周围环境条件下是稳定的。另外,它们甚至在嵌入半导体聚合物基质中以后也可以切换,所以它们是柔性薄膜的理想材料。”

另外一位来自CRNS的团队成员Paolo Samorì认为:

“分子对于3纳秒激光脉冲的快速反应,使得它们可以适用于现代电子产业。DAE分子的另外一个优点,就是对于光线进行反应的分子数量可以精确地控制,从而满足了提高多级存储中数据密度的关键需求。”

未来展望

目前,设备的制造还停留在实验室原型阶段,所以体积达1平方毫米,显得比较大。为了使得这些存储器成为商用产品,还需要进行小型化和封装。研究人员已经在进行这些工作,并且计划继续测试设备在封装后的性能和稳定性,另外也将检验制造工艺是否符合工业输出标准,例如卷对卷制程和喷墨印刷。

来自柏林洪堡大学的团队成员Stefan Hecht认为:

“通过其他有机元器件(有机发光二极管和有机场效应晶体管)实现电子设备,是重要的一步,因为整个系统会因为有机电子的优势而受益。”

未来,随着材料技术和制造工艺的进一步发展,制造成本进一步降低,有机电子设备会越来越多地在可穿戴和其他柔性电子设备中应用。(电子产品世界)

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