可穿戴技術重大突破:有機納米材料製成柔性存儲器

2020-12-05 OFweek維科網

  有機納米材料,作為一項常規技術突破,已廣泛應用於柔性電子領域,例如製成柔性邏輯電路或者顯示器。但是,目前的可穿戴電子設備中,有機納米材料並沒有得到更廣泛應用,主要是因為它們無法產生柔性、非易失、具有實用的讀寫速度的存儲器。最近,一組國際研究人員團隊的突破性研究,解決了這一問題。

  研究簡介

  最近,法國斯特拉斯堡大學、國家科學研究中心(CNRS)、柏林洪堡大學 、斯洛維尼亞新戈裡察大學的一組研究人員,合作開發了一種柔性、非易失、由有機納米材料組成的光學存儲薄膜電晶體設備,成為可穿戴電子領域的又一項重大突破。

  開發柔性有機存儲器所面臨的挑戰

  目前為止,開發柔性有機存儲器的主要挑戰來自於:創建穩定的、不會隨著時間推移失去數據的、柔性的、提供具有實用性的擦寫循環(持久)的系統。

  該設備的原理和優勢

  團隊通過發表在《自然納米技術》雜誌上的論文,解釋了通過一種稱為「二芳基乙烯 」(DAEs)的分子製造這種設備,能夠在兩種狀態(稱為打開或者關閉的形式)之間切換。從寫入轉向擦除的過程很簡單,只需要調節照射材料的光線波長(藍光用於寫,綠光用於擦除)。

  該國際研究團隊不僅克服了以上柔性有機存儲器所面臨的所有挑戰,而且更進了一步。看看研究人員是如何評價設備特性和優勢的:

  CNRS的研究員、論文的作者之一Emanuele Orgiu如此評價:

  「我們想要每個設備能夠存儲超過單個比特(多節操作);我們完成了8個比特,另外,我們的設備直接在塑料基底上製作,具有十分快速的響應時間(納秒級),這是一個非常受歡迎的特性,有機半導體材料通常具有較長的響應時間(超過1微秒)。」

  CNRS的研究員,研究團隊的成員Tim Leydecker認為:

  「我們的研究中使用的DAEs,特別適合非易失數據存儲,因為它們的兩種形式在周圍環境條件下是穩定的。另外,它們甚至在嵌入半導體聚合物基質中以後也可以切換,所以它們是柔性薄膜的理想材料。」

  另外一位來自CRNS的團隊成員Paolo Samorì認為:

  「分子對於3納秒雷射脈衝的快速反應,使得它們可以適用於現代電子產業。DAE分子的另外一個優點,就是對於光線進行反應的分子數量可以精確地控制,從而滿足了提高多級存儲中數據密度的關鍵需求。」

  未來展望

  目前,設備的製造還停留在實驗室原型階段,所以體積達1平方毫米,顯得比較大。為了使得這些存儲器成為商用產品,還需要進行小型化和封裝。研究人員已經在進行這些工作,並且計劃繼續測試設備在封裝後的性能和穩定性,另外也將檢驗製造工藝是否符合工業輸出標準,例如卷對卷製程和噴墨印刷。

  來自柏林洪堡大學的團隊成員Stefan Hecht認為:

  「通過其他有機元器件(有機發光二極體和有機場效應電晶體)實現電子設備,是重要的一步,因為整個系統會因為有機電子的優勢而受益。」

  未來,隨著材料技術和製造工藝的進一步發展,製造成本進一步降低,有機電子設備會越來越多地在可穿戴和其他柔性電子設備中應用。

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