Enhetsstrukturen och energinivådiagrammet för WORM-minnet, som kan programmeras vid effekttätheter som är storleksordningar lägre än tidigare rapporterade WORM-enheter med ultralåg effekt. Bildkredit:Wang, et al. ©2010 American Institute of Physics.
(PhysOrg.com) -- När RFID-taggar blir mer utbredda för att spåra och identifiera nästan vad som helst, forskare fortsätter att utveckla billiga, minnesenheter med ultralåg effekt för dessa applikationer. I en nyligen genomförd studie, forskare från Cambridge har tagit ytterligare ett steg framåt på detta område genom att utveckla en WORM-minnesenhet (skriv-en gång-läs-många gånger) som bara kräver en bråkdel av den kraft som tidigare enheter behövde. I princip, lågeffektminnet kan användas i vilken organisk elektronisk krets som helst där drifteffekten är låg.
Forskarna, Jianpu Wang, Feng Gao, och Neil Greenham från Cavendish Laboratory i Cambridge, har publicerat sin studie i ett färskt nummer av Applied Physics Letters. Som forskarna förklarar, RFID-taggar kräver en minnesenhet som kan programmeras och läsas med endast den lilla mängd ström som tas från radiofrekvensfältet. Förutom att kräva en mycket låg strömförbrukning och driftspänning, RFID för engångsbruk kräver också minnesenheter som är billiga.
Cambridge-forskarnas WORM-minne uppfyller båda dessa krav. Designen med endast elektroner tillverkas genom lösningsbearbetning, vilket gör det billigare än andra tekniker, sådana som kräver litografi. För att skriva data, enheten använder ZnO-halvledarnanopartiklar för att injicera elektroner i en ledande polymer. De injicerade elektronerna kan användas för att programmera minnet genom att permanent minska polymerens ledningsförmåga, producerar ett isolerande tillstånd. Forskarna visade att enheterna kunde programmeras vid effekttätheter på mindre än 0,1 W/cm 2 , vilket är storleksordningar lägre än tidigare rapporterade WORM-enheter med ultralåg effekt, som vanligtvis kräver minst 10 W/cm 2 .
Forskarna förklarar att enheternas låga effekt är en konsekvens av effektiviteten hos de injicerade elektronerna vid avdoping av den tidigare dopade polymeren. Den ledande polymeren, kallas PEDOT:PSS, är redan positivt dopad (med PSS), ger den en positiv laddning. När elektronerna injiceras av nanopartiklarna, de avdoper polymeren, minskar dess ledningsförmåga.
"Genom att använda ZnO-nanopartiklarna med stora bandgap, strukturen med endast elektronenheter tillåter oss att blockera hålströmmen, " berättade Wang PhysOrg.com . "Under tiden, de injicerade elektronerna kan avdopa PEDOT effektivt, leder till ett isolerande tillstånd.”
Även om forskarna fortfarande undersöker detaljerna i dedopingmekanismen, deras experiment visar att vatten i polymerfilmen, som kan absorberas från atmosfären, spelar en viktig roll i avdopingprocessen. I experiment utförda under kväveatmosfär, den låga effekttätheten kunde inte permanent förändra polymerens konduktivitet. Forskarna hoppas också kunna göra några ytterligare förbättringar av enheten.
"Den nuvarande strukturen kräver fortfarande en termisk förångningsprocess för att avsätta metallelektroder, sa Wang. "Vår pågående forskning går ut på att göra en helt lösningsbearbetad mask med låg effekt. Vi har för närvarande några uppmuntrande resultat på dessa extremt låga kostnader, lågeffekts WORM-enheter."
Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.
