研究人员使用氧化物铁电材料制造了第一个柔性记忆装置
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研究人员首次能够将一层超薄氧化铁电薄膜沉积在柔性聚合物衬底上。研究小组利用具有弹性的铁电薄膜，制作出了具有可穿戴性和弹性的非易失性存储设备。
“铁电材料能够存储电荷，这使它们成为非易失性存储设备的理想材料，”Jacob Jones说，他是北卡罗莱纳州立大学材料科学与工程教授，也是一篇关于这项工作的论文的合著者。“但铁电材料往往是脆性的，通常必须在高温下制造，这将破坏大多数聚合物。我们现在已经找到了一种方法，可以在低温下制造出铁电材料的极薄薄膜。”
“这项工作最令人兴奋的地方是，它能够在低温下制造铁电薄膜，并将它们与碳基有机半导体集成，从而制造出高度灵活的存储设备。”该论文的通讯作者Franky So和北卡罗来纳州材料科学与工程的Walter and Ida Freeman杰出教授说。
“这项工作成功的关键是我们开发的特殊技术，使这些铁电薄膜在低温下保持灵活性，”北卡罗来纳州博士后研究员、论文的第一作者Hyeonggeun Yu说。“我们创造了一种新的设备平台，可以将这些存储设备与其他柔性电子电路集成在一起。”
“这事先允许我们创建一个柔韧的铁电体,可用于创建稳定的内存存储单元用于节能电子申请使用从太空探索国防应用,“Ching-Chang Chung说,博士后研究员论文的合著者之一。
研究人员研究了氧化铪，一种作为薄膜使用时具有铁电特性的材料。而且，研究人员首次能够证明，柔性哈弗尼亚薄膜具有铁电特性，其厚度从20纳米(nm)到50纳米。
“这是纳米技术的一个里程碑，”So说。
琼斯说:“我们用哈夫尼亚薄膜制造了一种低电压、不易挥发的垂直有机晶体管。”“这种程度的细节可能只会让电气工程领域的人感到兴奋。对其他人来说，这意味着这是一个非常实际的发现，具有非常真实的应用。”
Chung说:“我们发现原型机功能齐全，即使弯曲1000次也能保持原有功能。”“我们已经在研究如何提高材料弯曲1000次以上时的可靠性。”
这篇题为“用于非易失性存储设备的柔性无机铁电薄膜”的论文发表在杂志上先进功能材料．论文的共同作者包括北卡罗来纳州立大学博士后内特·谢蒙;Ho Szuheng, Joshua Carpenter和孙天雷，北卡罗莱纳州的博士生;北卡罗来纳州立大学的本科生Ryan Larrabee;哈拉尔德，著名物理学教授;以及北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程助理教授布兰登·奥康纳(Brendan O 'Connor)。
这项工作是在Nanoholdings LLC的支持下完成的;国家自然科学基金(ECCS-1542015);美国陆军研究办公室，授权编号为W911NF-15-1-0593;以及北卡罗莱纳大学行政总署的研究机会拨款。
-希普曼
编辑报告本研究摘要如下。
非易失性存储器件用柔性无机铁电薄膜
作者: Hyeonggeun Yu, Ching-Chang Chung, Nate Shewmon, Szuheng Ho, Joshua H. Carpenter, Ryan Larrabee, Tianlei Sun, Jacob L. Jones, Harald Ade, Brendan T. O 'Connor, Franky So，北卡罗来纳州立大学
发表: 2017年4月12日先进功能材料
DOI: 10.1002 / adfm.201700461
摘要:下一代可穿戴电子产品需要灵活的非易失性设备来实现无处不在的数据存储。迄今为止，只有有机铁电材料在塑料基板上表现出固有的柔韧性和可加工性。在这里，我们发现通过控制加热速率，铁电铪薄膜可以生长在塑料衬底上。这种薄膜厚度为30 nm的高柔性电容器的剩余极化率为10 ?C/cm2。弯曲试验表明，在8 mm以下的弯曲半径下，薄膜铁电性可以保持，弯曲循环次数可达1000次。优良的柔韧性是由于极薄的哈夫尼亚薄膜厚度。利用铁电薄膜作为栅极绝缘体，在塑料衬底上演示了一种低电压非易失性垂直有机晶体管，外推数据保持时间可达10年。
