光敏闪存由有机场效应晶体管（OFET）制成，通过使用光照就能把它们的数据快速擦除，它们可以应用到柔性成像电路、红外感应存储器和多比特存储器单元等多种领域。近期，韩国首尔汉阳大学和浦项科技大学（POSTECH）的研究人员发现可以通过使用表面经过修饰的硒化镉（CdSe）量子点浮动栅极来显著提高这些器件的性能。

本次研究的团队带头人Yong Jin Jeong和Jaeyoung Jang解释说：“最近出现的OFET型光可擦除存储器是应用于信息传递领域具有前景的元件，这种类型设备的擦除过程一般只通过光来进行控制，即光诱导恢复机制，而这种恢复机制由于可以在器件中半导体和浮栅层的界面之间进行光诱导电荷转移而起作用。”

仅1秒内可实现光诱导恢复

Jang及其同事研究了硒化镉（CdSe）量子点，它们的表面覆盖了三种不同有机分子，这些有机分子可用作量子点在光可擦除晶体管存储器架构中的光敏浮栅夹层。他们研究了修饰点的表面如何影响存储器的性能，并发现了磷酸正十八酯（ODPA）的配体和氟化分子能够改善光敏有机场效应晶体管导电沟道与量子点之间的空穴扩散。这使器件即使使用低强度光（功率为0.7mW / cm 2），仍然能够在一秒钟后允许光诱导恢复。

图1 OFET中加入了本研究中使用的CdSe量子点薄膜示意图。在此致谢提供图片的J Jang研究员

Jang表示：“我们之前制作的OFET存储器（包含聚合物/ C60复合浮栅中间层）也可以使用低强度绿光（0.5 mW / cm2）进行擦除，同时在这种强度的绿光下我们可以有效地去除被捕获的电荷载流子（电子和空穴），然后恢复初始状态。然而，事实上这些器件存在几个问题。其中的一个突出问题是擦除存储的信息需要长达30秒的时间，并且在读出时，除了光之外还需要施加（破坏性的）栅极电压。”

在低强度光照下实现数据快速擦除

采用量身定制的浮栅材料用于制作晶体管存储器件则能克服这些问题，并能允许使用低强度光（也是绿光）和非破坏性读出过程进行数据快速擦除。这些栅极执行许多重要的任务：它们在吸收光时会产生电荷载流子（电子和空穴），并将这些电荷转移到晶体管中的半导体层。

Jang还表示，使用量子点作为浮动栅极比使用C60或其他常用材料要好得多， 这是因为研究人员可以通过对粒径进行工程设计处理或添加表面配体来修改这些点的光学和电学性质，而本次研究也正是如此做的。这种新器件在OFF和ON双稳态电流状态下的存贮比高达105以上，维持时间超过10 000秒，同时还具有良好的动态开关性能。

走向商业化

研究人员认为，他们的光可擦除OFET存储器可以在不久的将来商业化，同时他们的工作也可以为设计光敏浮栅材料提供“有用的指导”。Jang表示：“据我们所知，我们是首批在这种存储器件种设计量子点浮栅表面的人，我们研发的概念验证存储器在运行过程中消耗的能量较少，且可以与高灵敏度光电探测器集成在一起，应用在柔性成像、集成传感器和生物医学等领域。”

韩国研究人员表示，他们现在正忙着尝试使用全解决方案过程来开发基于量子点的光可擦除存储器。Jang说：“在目前的实验中，我们在制造器件时使用了真空技术来沉积有机（并五苯）半导体和（金）源/漏电极，但是这些方法不适用于大面积、低成本的应用，因为它们昂贵、耗时且复杂，因此全解决方案过程会更好。”

微信分享

x

用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

网站内容来源于互联网、原创，由网络编辑负责审查，目的在于传递信息，提供专业服务，不代表本网站及新媒体平台赞同其观点和对其真实性负责。如因内容、版权问题存在异议的，请在 20个工作日内与我们取得联系，联系方式：021-80198330。网站及新媒体平台将加强监控与审核，一旦发现违反规定的内容，按国家法规处理，处理时间不超过24小时。