PinMOS -minnet - en organisk halvledarenhet som härrör från kombinationen av en OLED och en kondensator. Den har egenskaperna hos en Memcapacitor, interagerar med ljus och kan skrivas och raderas steg för steg. Upphovsman:(c) Yichu Zheng
Forskare vid Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) och Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) vid TU Dresden har utvecklat en ny lagringsteknik baserad på kombinationen av en organisk ljusemitterande diod (OLED) och en isolator.
Denna enhet gör det möjligt att läsa lagrad information både optiskt och elektriskt. Dessutom, informationen kan läggas till i portioner - så att flera lagringstillstånd kan mappas i en enhet. Resultaten har nu publicerats i den kända tidskriften Avancerade funktionella material .
En annan nyhet var relaterad till mätningarna i testserien:De utfördes uteslutande med den innovativa "SweepMe!" mätprogramvara, som utvecklades av en IAPP/cfaed-start med samma namn.
Den här historien började några vägar tillbaka 2015. Två cfaed -forskare, båda experter inom organisk elektronik, var på väg till en konferens i Brasilien som inkluderade en lång bussresa till platsen Porto de Galinhas. Det fanns gott om tid att prata. Och så händer det att en av de två - Prof. Stefan Mannsfeld (ordförande för organiska enheter, cfaed/IAPP) delade idén med den andra - Dr. Axel Fischer (ordförande för organiska halvledare, IAPP) som redan hade hållit honom upptagen ett tag.
Kombinationen av en konventionell organisk ljusemitterande diod (OLED) med ett isolatorskikt måste resultera i en lagringsenhet på grund av de specifika fysiska effekterna av de använda materialen, som kan skrivas på och läsas upp med både ljus och elektriska signaler:en felaktig användning av OLED -tekniken så att säga. Som det blev, de två var en perfekt matchning - Dr. Fischer bekräftade att nödvändig teknik och erfarenhet redan fanns tillgänglig vid IAPP - och därför var undersökningen av denna idé bara en tidsfråga. Yichu Zheng vid professor Mannsfelds stol var en lämplig kandidat för att ägna sin doktorsavhandling till detta ämne.
Lagring och läsning - med ljus och elektricitet
Resultaten av detta arbete är tillgängliga nu och har just publicerats i tidskriften Avancerade funktionella material . Forskarna beskriver en ny typ av programmerbart organiskt kapacitivt minne, som är en kombination av en OLED och en MOS kondensator (MOS =metalloxid halvledare). Lagringsenheten kallad "pinMOS" är en icke-flyktig memcapacitor med hög repeterbarhet och reproducerbarhet. Den speciella funktionen är att pinMOS kan lagra flera tillstånd, eftersom avgifter kan läggas till eller tas bort i kontrollerbara mängder. En annan attraktiv egenskap är att detta enkla diodbaserade minne både kan skrivas elektriskt och optiskt till och läsas från. För närvarande, en livstid på mer än 104 läs-skriv-raderingscykler uppnås, och minnestillstånden kan bibehållas och differentieras över 24 timmar. Resultaten visar att pinMOS -minnesprincipen som ett tillförlitligt kapacitivt lagringsmedium är lovande för framtida applikationer i elektroniska och fotoniska kretsar som neuromorfa datorer eller visuella lagringssystem. Medförfattarna till Weierstraß Institute Berlin (WIAS) kunde bidra till den exakta tolkningen av den funktionella mekanismen genom att utföra driftdiffusionssimuleringar.
Ett diodekondensatorminne presenterades första gången 1952 av Arthur W. Holt vid en ACM-konferens i Kanada, men först nu återupplivas detta koncept genom användning av organiska halvledare, eftersom alla funktioner i en diskret anslutning av dioder och kondensatorer kan integreras i en enda minnescell.
Mätning med SweepMe! En innovativ metod för laboratoriet
Alla mätningar inom denna studie utfördes med den nya laboratoriemätningsprogramvaran "SweepMe! Denna programvara har utvecklats av en uppstart, som är en spin-off från TU Dresden. Fysikerna Axel Fischer och Felix Kaschura som tog emot sina doktorsexamen från TUD grundade SweepMe! 2018 på IAPP.
Denna studie bevisade hur mångsidig SweepMe! kan vara. Oavsett om mätning av spänningsberoende och tidsberoende kapacitanser, skapandet av strömspänningsegenskaper, kombinationen av signalgenerator och oscilloskop eller bearbetning av bilder från en industrikamera - allt implementerades med bara det här mjukvarupaketet. Även sofistikerade parametervarianter, som normalt skulle kräva betydande programmeringsinsatser, kan genomföras på mycket kort tid. Sedan oktober 2019 har SweepMe! finns gratis över hela världen.
