(À gauche) Une photographie des dispositifs de mémoire organique flexible de 3 x 3 cm2. (À droite) Un schéma de l'architecture du périphérique de mémoire. Crédit image :Soo-Jin Kim et Jang-Sik Lee.
(PhysOrg.com) -- Avec la demande constante de dispositifs de mémoire non volatile hautes performances, les chercheurs continuent de développer de meilleurs souvenirs - ceux avec une faible consommation d'énergie, bonne fiabilité, et de faibles coûts de fabrication. Dans une étude récente, des ingénieurs coréens ont démontré une mémoire flexible basée sur un transistor organique, qui, selon eux, pourraient être intégrés facilement et à moindre coût, ainsi que des transistors et des circuits logiques, dans des appareils électroniques flexibles.
Les ingénieurs Jang-Sik Lee et Soo-Jin Kim de l'Université Kookmin de Séoul, Corée, ont publié les détails de la mémoire à transistor organique flexible dans un récent numéro de Lettres nano .
"L'avancement de ce dispositif de mémoire est l'amélioration de la fiabilité et de la stabilité, " Lee a dit PhysOrg.com . "Réellement, les appareils électroniques organiques souffrent de la dégradation sévère en termes de performances de l'appareil en fonction du temps de fonctionnement. Ici, nous avons démontré l'amélioration de la capacité de rétention et d'endurance des données en optimisant les structures des dispositifs de mémoire. En outre, les dispositifs de mémoire flexibles s'avèrent très stables dans des cycles de flexion répétés, confirmant la bonne stabilité mécanique.
Comme les chercheurs l'ont démontré dans leur étude, le dispositif de mémoire peut offrir une tension de seuil contrôlable pour l'écriture et l'effacement d'informations, des durées de stockage supérieures à un an, et fiabilité après des centaines de cycles de programmation/effacement répétés, ainsi qu'une bonne flexibilité pouvant supporter plus de 1, 000 cycles de pliage répétés. Plus, tous les procédés de fabrication ont pu être réalisés à basse température, permettant de réduire les coûts de fabrication.
Pour concevoir la mémoire, les chercheurs ont profité des dispositifs à transistors organiques existants, qui offrent déjà d'excellentes performances. En incorporant des nanoparticules d'or (en tant qu'éléments de piégeage de charge) et des couches diélectriques (en tant qu'éléments de tunnel et de blocage de charge) dans des transistors organiques à couche mince, les chercheurs ont créé des dispositifs de mémoire organique avec des propriétés électriques et mécaniques similaires à celles des transistors. La mémoire à base de transistor organique résultante a été synthétisée sur un substrat flexible d'environ 3 x 3 cm 2 .
Comme les chercheurs l'ont expliqué plus en détail, les opérations de programmation et d'effacement ont été effectuées en appliquant une impulsion positive ou négative de 90 volts pendant une seconde à l'électrode de grille inférieure. Pour rédiger des informations, une tension négative a été appliquée, ce qui a amené les porteurs de charge à traverser une couche de tunnel de 10 nm d'épaisseur pour atteindre les nanoparticules d'or dans la couche diélectrique de grille. Dans la couche de piégeage de charge, chaque nanoparticule piégée 4-5 trous, que les chercheurs ont défini comme des états écrits. Les états écrits pouvaient être effacés en appliquant une tension positive qui provoquait l'éjection des trous par les nanoparticules d'or. Une tension de lecture de -8 volts peut être appliquée pour mesurer et lire le courant de drain. Les ingénieurs ont montré que ces programmations, en train de lire, et les opérations d'effacement pourraient être effectuées de manière répétée avec moins de dégradation par rapport à d'autres dispositifs de mémoire.
« Les dispositifs de mémoire flexibles qui ont été signalés précédemment sont basés sur des dispositifs de mémoire à commutation résistive, », a déclaré Lee. "Dans ce cas, nous avons besoin de composants actifs supplémentaires (par exemple, une diode ou un transistor) pour faire fonctionner les éléments de mémoire à commutation résistive. Les dispositifs de mémoire développés dans cette étude sont basés sur les transistors à effet de champ, et des éléments de mémoire sont intégrés dans les couches diélectriques de grille de transistors organiques. Ainsi, les opérations de programmation/effacement peuvent être contrôlées par les opérations de transistor. Il s'agit d'un grand avantage en termes de mise à l'échelle du dispositif et de conception de circuit puisque la structure est similaire à celle des dispositifs de mémoire flash conventionnels. Nous pouvons donc utiliser la technologie de mémoire flash de pointe pour concevoir et fabriquer les dispositifs de mémoire flexibles intégrés.
Actuellement, les chercheurs travaillent à l'amélioration des propriétés de mémoire de ces dispositifs de mémoire à transistors organiques, par exemple en diminuant la tension de fonctionnement. En outre, puisque la plupart du dispositif est transparent à l'exception des électrodes, les chercheurs espèrent incorporer des électrodes transparentes pour créer un dispositif de mémoire flexible.
« Les dispositifs de mémoire organique flexibles peuvent être appliqués à des appareils électroniques portables/étirables/pliables, », a déclaré Lee. "En outre, il n'y a presque aucune limite dans les matériaux et la géométrie du substrat, ainsi l'intégration de dispositifs de mémoire sur des substrats non conventionnels est possible. Finalement, nous pensons que les dispositifs de mémoire peuvent être adoptés dans les affichages transparents et les affichages tête haute dans un avenir proche.
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