Les scientifiques du NUS ont développé une mémoire optoélectronique multibits utilisant une hétérostructure constituée de matériaux bidimensionnels (2-D) pour les appareils de la prochaine génération.

Les mémoires optoélectroniques sont des dispositifs qui peuvent stocker des porteurs de charge générés par des photons lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Les charges stockées peuvent être consultées plus tard pour la récupération d'informations. Ces dispositifs peuvent être utilisés dans des systèmes de capture d'images et d'analyse de spectre. Les matériaux à couches atomiques 2D sont des candidats prometteurs pour le développement de mémoires optoélectroniques de nouvelle génération afin de répondre aux nouvelles exigences en matière de miniaturisation des dispositifs et de flexibilité structurelle. Cependant, il a été rapporté que les mémoires optoélectroniques fabriquées à l'aide de matériaux 2-D souffrent d'une faible capacité de stockage de données avec le chiffre le plus élevé signalé à environ huit états de stockage distincts.

Une équipe dirigée par le professeur Chen Wei du département de chimie et du département de physique, NUS a développé un multibit, dispositif de mémoire optoélectronique non volatile capable de stocker jusqu'à 130 états distincts en utilisant un diséléniure de tungstène/nitrure de bore (WSe 2 /BN) hétérostructure. L'hétérostructure, fait de matériaux 2-D, comprend une monocouche de WSe 2 sur un BN 20 couches. Les fonctions de programmation (stocker les données) et d'effacement (supprimer les données) sont contrôlées en ajustant la polarité appliquée à l'appareil. Une polarité négative est appliquée pendant la fonction de programmation et elle provoque le transfert des électrons générés par les photons des états de type donneur midgap du matériau BN dans le WSe 2 Matériel. Cela laisse des charges positives localisées (non mobiles) dans le matériau BN. Pour la fonction d'effacement, une polarité positive est appliquée. Cela provoque la recombinaison des électrons générés par les photons de la bande de valence dans le matériau BN avec les charges positives localisées, le ramener à un état neutre.

La quantité d'électrons transférés dans le WSe 2 matériau dépend de la durée d'exposition à la lumière de l'appareil. Un temps d'exposition plus long signifierait que plus d'électrons sont transférés. Les chercheurs ont découvert que l'accumulation continue d'électrons dans le WSe 2 un matériau correspondant jusqu'à 130 impulsions lumineuses peut être détecté avant que les conditions de saturation ne s'installent. Chacune de ces impulsions peut être traitée comme un état de stockage distinct. Lors des tests de performances, ils ont constaté que l'appareil présentait une rétention de données de plus de 4,5 × 104 secondes et une endurance de programme/effacement cyclique dépassant 200 cycles.

Expliquer la signification des résultats, Le professeur Chen a dit, « Bien qu'il existe encore un écart de performances par rapport à la mémoire commerciale à base de silicium, ces dispositifs sont avantageux dans les applications électroniques qui nécessitent une flexibilité structurelle. L'utilisation de ce WSe 2 L'hétérostructure en couches /BN 2-D fournit une méthode pour réaliser un dispositif de mémoire multibit et peut ouvrir la voie au développement de mémoires optoélectroniques de prochaine génération."