Pour la première fois, des chercheurs ont pu déposer un film ferroélectrique d'oxyde ultra-mince sur un substrat polymère souple. L'équipe de recherche a utilisé les films minces ferroélectriques flexibles pour fabriquer des dispositifs de mémoire non volatile qui sont portables et résilients.

"Les matériaux ferroélectriques sont capables de stocker des charges, ce qui les rend idéales pour les dispositifs de mémoire non volatile, " dit Jacob Jones, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la North Carolina State University et co-auteur d'un article sur le travail. "Mais les matériaux ferroélectriques ont tendance à être cassants, et doivent normalement être fabriqués à des températures élevées - ce qui détruirait la plupart des polymères. Nous avons maintenant trouvé un moyen de fabriquer un film extrêmement mince de matériau ferroélectrique qui peut être fabriqué à basse température. »

"Ce qui est le plus excitant dans ce travail, c'est la capacité de fabriquer des films minces ferroélectriques à basse température et de les intégrer à des semi-conducteurs organiques à base de carbone pour fabriquer des dispositifs de mémoire très flexibles, " dit Franky So, l'auteur correspondant de l'article et Walter et Ida Freeman, professeur distingué de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord.

"La clé du succès de ce travail est la technique spéciale que nous avons développée pour fabriquer ces films minces ferroélectriques à basse température et maintenir la flexibilité, " dit Hyeonggeun Yu, chercheur postdoctoral à NC State et auteur principal de l'article. "Nous avons créé une nouvelle plate-forme de dispositifs qui peut intégrer ces dispositifs de mémoire avec d'autres circuits électroniques flexibles."

"Cette avancée nous a permis de créer un ferroélectrique pliable qui peut être utilisé pour créer des unités de stockage de mémoire stables à utiliser dans des applications électroniques économes en énergie pour une utilisation dans tout, de l'exploration spatiale aux applications de défense, " dit Ching-Chang Chung, chercheur postdoctoral à NC State et co-auteur de l'article.

Les chercheurs ont travaillé avec de l'oxyde d'hafnium, ou hafnia, un matériau qui a des propriétés ferroélectriques lorsqu'il est appliqué sous forme de film mince. Et, pour la première fois, les chercheurs ont pu montrer que les films minces flexibles en hafnia présentaient des propriétés ferroélectriques avec des épaisseurs allant de 20 nanomètres (nm) à 50 nm.

"C'est une étape importante dans la nanotechnologie, " Ainsi dit.

"Nous avons fait une basse tension, non volatile, transistor organique vertical utilisant un film mince en hafnia, " dit Jones. " Ce niveau de détail n'est peut-être passionnant que pour ceux qui travaillent dans le domaine de l'électrotechnique. Pour tous les autres, cela signifie qu'il s'agit d'une découverte pratique avec des applications très réelles."

"Nous avons constaté que le prototype est entièrement fonctionnel et conserve sa fonctionnalité même lorsqu'il est plié jusqu'à 1, 000 fois, " dit Chung. " Et nous travaillons déjà sur ce qui peut être fait pour améliorer la fiabilité lorsque le matériau est plié plus de 1, 000 fois."