Ученые KIST разработали гибкую углеродно-кремниевую органическую память

В настоящее время многими группами ученых ведутся разработки в направлении создания гибкой и эластичной электроники. Достаточно существенные достижения в этом направлении были достигнуты в области создания гибких дисплеев, гибких батарей и некоторых других компонентов. Но, следует понимать, что любое цифровое устройство, помимо дисплея и батареи, требует еще множества различных гибких компонентов, включая и устройства памяти. Доктор Тэ-Вук Ким (Dr. Tae-Wook Kim) из Корейского института науки и технологий (Korea Institute of Science and Technology, KIST) и группа руководимых им исследователей объявили об успешном создании ячеек гибкой памяти на основе углеродного органического материала и кремнийсодержащего полимера, в которые можно записывать и которые могут хранить данные достаточно длительное время.

Ячейки большинства видов современной органической памяти созданы на базе кремнийсодержащих материалов, которые обладают необходимыми электрическими характеристиками, являясь, при этом, твердыми и хрупкими материалами. Для того, чтобы придать ячейке памяти свойство механической гибкости требуется ввести в ее состав другое органическое соединение, своего рода пластификатор, содержащий достаточное количество углерода. Именно это удалось реализовать корейским ученым, которые разработали технологический процесс, протекающий при комнатной температуре, позволяющий поместить части различных органических материалов в строго заданном месте гибкого основания. Конечно, подобные методы существуют уже достаточно давно, но они очень сложны в реализации, что делает нецелесообразным их практическое применение.

Основой нового вида гибкой органической памяти являются резисторы, играющие роль запоминающего устройства, состоящие из углеродных материалов, и органические диоды, элементы, которые управляют направлением движения электрического тока. Ячейки памяти организованы по принципу 1D-1R (1 Диод + 1 Резистор), а специализированная форма самой ячейки исключает возникновение электрических контактов с соседними ячейками и допускает перезапись хранимой в ячейке информации даже при сильном уровне ее деформации.

Предыдущие попытки изготовления ячеек органической памяти велись при помощи метода покрытия поверхности материалом центробежными силами, возникающими при вращении подложки, основным методом, позволяющим работать с растворами. Но при создании многослойных структур такой метод работает из ряда вон выходяще, при нанесении слоя органического диода поверх резистивного слоя оба слоя часто смешиваются и повреждают друг друга. Группе доктора Ким удалось разработать специализированную технологию кросс-сборки, которая реализуется при низкой температуре и при которой не возникает вышеупомянутой проблемы. Используя эту технологию, исследователи создали опытный образец энергонезависимого запоминающего устройства с органическими ячейками памяти, способный вместить 64 бита информации.

Для подтверждения работоспособности технологии и отсутствия замыканий между ячейками во время деформации устройства ученые записали в него символы «KIST», при этом, в момент записи устройство было сильно деформировано. После того, как усилие, вызывающее деформацию, было снято, информация была прочитана из устройства без ошибок, что служит подтверждением тому, что органические ячейки памяти могут быть использованы в составе гибких и эластичных электронных устройств будущего.