211service.com
Goedkoop, plastic geheugen voor flexibele apparaten
Goedkoop en plastic zijn geen woorden die vaak worden geassocieerd met geavanceerde technologie. Maar onderzoekers in Tokio hebben een nieuw soort plastic, goedkoop flashgeheugen gecreëerd dat zijn weg zou kunnen vinden naar nieuwe flexibele elektronica.
Flexibele flitser: Dit plastic vel is gerangschikt met 676 flash-geheugencellen.
Flash-geheugen slaat gegevens elektrisch op in speciaal ontworpen siliciumtransistoren. Informatie kan snel worden vastgelegd en gelezen en blijft behouden, zelfs als de stroom is uitgeschakeld. Dit maakt flash ideaal voor mp3-spelers, camera's, geheugenkaarten en USB-drives. Maar de technologie is nog steeds duurder dan conventionele harde schijven.
Het prototype plastic flashgeheugen kan niet tippen aan de opslagdichtheid van silicium, de stabiliteit op lange termijn of het aantal herschrijfcycli. Maar de lage kosten zouden het mogelijk kunnen maken om flash-geheugen te integreren in meer onconventionele elektronica. Goedkope plastic geheugenapparaten kunnen bijvoorbeeld worden ingebouwd in e-paper of wegwerpsensortags.
Organische materialen bieden de mogelijkheid om de prijs van geheugen aanzienlijk te verlagen, omdat ze veel goedkoper kunnen worden verwerkt dan silicium, zegt Contact opnemen met Yang , hoogleraar materiaalkunde en techniek aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, die niet bij het werk betrokken was. De demonstratie van plastic flash is een zeer belangrijke mijlpaal in het organische geheugen, zegt Yang.
Het plastic geheugen is gemaakt door een team van onderzoekers van de Universiteit van Tokyo onder leiding van professor elektrotechniek Takao Someya . De sleutel om het plastic geheugenapparaat te laten werken, zegt Someya, is een hybride isolatielaag gemaakt van een polymeer en een metaaloxide. Deze laag isoleert elektrisch de metalen poort waarin ladingen zijn opgeslagen. Een aangelegde spanning zorgt ervoor dat de metalen poorten lading-geladen en ongeladen poorten accumuleren, vertegenwoordigt binair een s en 0 s, zoals in siliciumflits. Hoe beter de isolator werkt, hoe langer de gegevens kunnen worden opgeslagen voordat de elektronen weglekken en de gegevens degraderen.
Someya's groep begint met het plaatsen van metalen transistorpoorten op een plastic substraat. Vervolgens wordt er een dunne laag aluminiumoxide op aangebracht en wordt de plastic film ondergedompeld in een oplossing die een isolerend polymeer bevat. Het polymeer assembleert zichzelf uiteindelijk op het oppervlak van het aluminiumoxide. De plastic apparaten kunnen 1.000 schrijf- en leescycli doorstaan. Daarentegen kan silicium flash tot ongeveer 100.000 keer worden beschreven.
Om het geheugen te demonstreren, integreerde de groep van Someya een apparaat met 676 geheugencellen en een rubberen druksensor. Het flexibele sensorgeheugenapparaat, dat minder dan 700 micrometer dik is, kan drukpatronen registreren en tot een dag vasthouden. Het plastic apparaat wordt vandaag beschreven in het tijdschrift Wetenschap .
Sensorisch geheugen: Plastic flash-geheugencellen werden gecombineerd met een rubberen druksensor. De afdrukken die met een rol tape en met de vingers (links) zijn gemaakt, blijven na 20 minuten (midden) volledig behouden. Na 12 uur (rechts) beginnen de gegevens te verslechteren.
Het aantrekkelijke van biologische producten zijn de kosten, zegt Victor Zhirnov, programmamanager bij de Semiconductor Research Corporation , een consortium van chipfabrikanten in de Verenigde Staten. Maar organische stoffen werken niet zo goed als silicium, benadrukt hij.
Zhirnov gelooft dat andere nieuwe geheugentechnologieën, zoals phase-change-geheugen, meer potentieel hebben. Faseveranderingsgeheugen, dat wordt ontwikkeld door bedrijven als Samsung en Intel, gebruikt warmte om glazige eenheden om te schakelen tussen een elektrisch isolerende kristallijne toestand en een geleidende amorfe toestand. De technologie biedt ongeveer 100 miljoen lees-schrijfcycli en een grotere algehele stabiliteit.
Ethan Miller , hoogleraar computerwetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, zegt dat plastic geheugen in e-paper kan worden opgenomen. Stel dat je een vel hebt met geheugen en een druksensor eronder, dan zou je iets kunnen schrijven en de gegevens kunnen opslaan, zonder scanner, zegt hij.
Someya is van mening dat de prestaties van plastic flitsers verder kunnen worden verbeterd. In de tussentijd, zegt Yang, zijn er dingen die silicium niet aanraakt: lagere applicaties waar je wegwerpgeheugen wilt. Goedkope organische geheugenapparaten zouden deze niche kunnen vullen. Ze kunnen worden gebruikt om temperatuur of milieuvervuiling vast te leggen en kunnen worden verwerkt in farmaceutische en voedselverpakkingen voor trackingdoeleinden, zegt hij.