(PhysOrg.com) - Com a demanda constante por dispositivos de memória não volátil de alto desempenho, pesquisadores continuam a desenvolver memórias melhores - aquelas com baixo consumo de energia, boa confiabilidade, e baixos custos de fabricação. Em um estudo recente, engenheiros da Coréia demonstraram uma memória flexível baseada em um transistor orgânico, que eles dizem que pode ser integrado de forma fácil e barata, junto com transistores e circuitos lógicos, em dispositivos eletrônicos flexíveis.

Os engenheiros Jang-Sik Lee e Soo-Jin Kim da Kookmin University em Seul, Coréia, publicaram os detalhes da memória do transistor orgânico flexível em uma edição recente da Nano Letras .

“O avanço neste dispositivo de memória é a confiabilidade e estabilidade aprimoradas, ”Lee disse PhysOrg.com . "Na realidade, dispositivos eletrônicos orgânicos sofrem degradação severa em termos de desempenho do dispositivo de acordo com o tempo de operação. Aqui, demonstramos a capacidade aprimorada de retenção e resistência de dados ao otimizar as estruturas do dispositivo de memória. Além disso, os dispositivos de memória flexível são considerados muito estáveis ​​em ciclos de dobra repetidos, confirmando a boa estabilidade mecânica. ”

Como os pesquisadores demonstraram em seu estudo, o dispositivo de memória pode oferecer tensão limite controlável para escrever e apagar informações, tempos de armazenamento de mais de um ano, e confiabilidade após centenas de ciclos repetidos de programação / apagamento, bem como boa flexibilidade que pode durar mais de 1, 000 ciclos de dobra repetidos. Mais, todos os processos de fabricação podem ser realizados em baixas temperaturas, permitindo custos de fabricação mais baixos.

Para projetar a memória, os pesquisadores aproveitaram os dispositivos transistores orgânicos existentes, que já oferecem excelente desempenho. Incorporando nanopartículas de ouro (como elementos de captura de carga) e camadas dielétricas (como tunelamento de carga e elementos de bloqueio) em transistores de filme fino orgânico, os pesquisadores criaram dispositivos de memória orgânica com propriedades elétricas e mecânicas semelhantes aos transistores. A memória baseada em transistor orgânico resultante foi sintetizada em um substrato flexível de cerca de 3 x 3 cm ² .

Como os pesquisadores explicaram com mais detalhes, as operações de programação e apagamento foram realizadas aplicando um pulso de 90 volts positivo ou negativo por um segundo ao eletrodo da porta inferior. Para escrever informações, uma tensão negativa foi aplicada, o que fez com que os portadores de carga fizessem um túnel através de uma camada de tunelamento de 10 nm de espessura para alcançar as nanopartículas de ouro na camada dielétrica da porta. Na camada de captura de carga, cada nanopartícula prendeu 4-5 orifícios, que os pesquisadores definiram como estados escritos. Os estados escritos poderiam ser apagados pela aplicação de uma voltagem positiva que fazia com que as nanopartículas de ouro ejetassem os buracos. Uma tensão de leitura de -8 volts pode ser aplicada para medir e ler a corrente de drenagem. Os engenheiros mostraram que essa programação, lendo, e as operações de apagamento podem ser realizadas repetidamente com menos degradação em comparação com outros dispositivos de memória.

“Os dispositivos de memória flexível que foram relatados anteriormente são baseados em dispositivos de memória de comutação resistiva, ”Disse Lee. "Nesse caso, precisamos de componentes ativos adicionais (por exemplo, um diodo ou transistor) para operar os elementos de memória de comutação resistiva. Os dispositivos de memória desenvolvidos neste estudo são baseados nos transistores de efeito de campo, e os elementos de memória estão embutidos nas camadas dielétricas da porta dos transistores orgânicos. Portanto, as operações de programar / apagar podem ser controladas pelas operações do transistor. Esta é uma grande vantagem em termos de dimensionamento do dispositivo e design de circuito, uma vez que a estrutura é semelhante aos dispositivos de memória flash convencionais. Portanto, podemos usar a tecnologia de memória flash de última geração para projetar e fabricar os dispositivos de memória flexível integrados. ”

Atualmente, os pesquisadores estão trabalhando para melhorar ainda mais as propriedades de memória desses dispositivos de memória baseados em transistores orgânicos, como, por exemplo, diminuindo a tensão de operação. Além disso, uma vez que a maior parte do dispositivo é transparente, exceto para os eletrodos, os pesquisadores esperam incorporar eletrodos transparentes para criar um sistema totalmente transparente, dispositivo de memória flexível.

“Os dispositivos de memória orgânica flexível podem ser aplicados a dispositivos eletrônicos vestíveis / extensíveis / dobráveis, ”Disse Lee. "Além disso, quase não há limite nos materiais e geometria do substrato, portanto, a integração de dispositivos de memória em substratos não convencionais é possível. Finalmente, pensamos que os dispositivos de memória podem ser adotados em telas transparentes e monitores head-up em um futuro próximo. ”

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