高度柔性的有机闪存：可用于电子纸张和可穿戴设备！
导读
最近，韩国科学技术院的科研团队开发出一种超柔性的有机闪速存储器，它可弯曲到低至300μm的半径。这种存储器不仅具有与现有工业标准相同的编程电压，而且具有相当长的数据预计保留时间。
背景
闪存是一种长寿命、非易失性、基于晶体管的存储器，也就是说它在断电情况下仍能保持所存储的数据信息。在我们日常生活中，它已经成为大多数电子系统中不可或缺的部分。闪存的运行机制简单，易于集成到 NAND 或者 NOR 阵列架构中，已经被认为是目前为止最成功、最主流的非易失性存储器技术。
（图片来源：维基百科）
与其他计算机设备一样，存储器也具有柔性化的发展趋势。笔者曾介绍过，法国斯特拉斯堡大学、国家科学研究中心(CNRS）、柏林洪堡大学 、斯洛文尼亚新戈里察大学的研究人员组成的研究团队开发出一种柔性、非易失的、由有机纳米材料组成的光学存储薄膜晶体管器件。
（图片来源: Paolo Samori/法国斯特拉斯堡大学& CNRS）
来自柏林洪堡大学的团队成员 Stefan Hecht 表示：
“通过其他有机元器件（有机发光二极管和有机场效应晶体管）实现电子设备，是重要的一步，因为整个系统会因为有机电子的优势而受益。”
尽管有机电子设备的研究初期显得非常有前景，然而该领域的整体进展已经远远落后于薄膜晶体管（TFTs）或其他基于柔性材料的设备。
这项技术一直以来就极具有挑战性，特别是开发同时具有高度柔性和良好性能的闪存，原因主要是缺乏负责贯穿和阻挡电荷的柔性介电层。
创新
最近，韩国科学技术院（KAIST）的科研团队研发出一种超柔性的有机闪速存储器，也称“闪存”（ flash memory ），它可弯曲到低至300μm的半径。这种存储器不仅具有与现有工业标准相同的编程电压，而且具有相当长的数据预计保留时间。
（图片来源：KAIST）
电气工程学院教授 Seunghyup Yoo 与化学和生物工程系教授 Sung Gap Im 领导的一个联合研究团队表示，他们的存储器技术可应用于非传统的衬底，例如塑料和纸张，表现出这项技术具有广泛应用的可行性。
这项论文发表于 9月28日的 《自然通信》（ Nature Communications ）杂志，论文的领导作者是 Seungwon Lee 博士和 Hanul Moon 博士。
技术
（图片来源：KAIST）
大多数聚合物介电层制备所用的溶液淀积工艺，使得它们很难应用于闪存。这是由于形成双层介电结构的复杂性，而双层介电结构是闪存操作的关键。然而，研究团队尝试通过引发式化学气相沉积（iCVD）生长的聚合物绝缘子薄膜，克服这些障碍实现高度柔性的闪存。
引发式化学气相沉积（iCVD）方法是一种绿色新型的功能高分子薄膜制备方法。结合传统的液相自由基聚合反应与化学气相沉积技术，iCVD方法将聚合所需的引发剂和功能单体气化引入腔体，在较低加热温度下诱导引发剂裂解，使单体聚合成高分子薄膜沉积于衬底上。沉积过程中衬底温度控制在室温范围，因此不会伤害其性能。与传统液相制备过程相比，iCVD法制得薄膜致密均匀、厚度可控，且适用于任何材质的衬底；与PECVD等高能气相法相比，其条件温和、过程可控，且可完美保留所需官能团。
引发式化学气相沉积（iCVD），之前被认为是适合制造柔性TFTs 聚合物的气相生长技术。而这项研究进一步显示：这些基于iCVD的聚合物绝缘子，经过合理设计和材料选择后，也会对闪存产生极大贡献。使用传统聚合物绝缘膜的存储器通常需要高于100V 的电压，获取长时间的存储器记忆能力。如果制造出的器件工作于低电压，它的记忆期会低于一个月，从而造成问题。
KAIST 团队制造出了具有10V左右编程电压的闪存，预计的数据保留时间可超过10年，同时在2.8%的机械应变情况下，仍可保持性能。现有的基于无机绝缘层的存储器只允许1%的机械应变，相对而言，这项技术带来了显著的改进。
在一个6毫米厚的超薄塑料薄膜上，团队制造出一种闪存，演示了这种可折叠的存储器。此外，团队还成功地在印刷纸上制造出了这种闪存，为一次性的智能电子产品，例如电子纸张和电子名片，开辟了道路。
（图片来源：参考资料【2】）
价值
总结一下，这种高度柔性存储器的创新价值在于：它不仅符合现有工业标准的编程电压，而且具有相当长的数据预计保留时间，保证了存储器的非易失性。同时，它还可应用于非传统的柔性衬底，例如塑料和纸张，应用前景广阔，最终重要的是它仍然可以保持良好的性能。
Yoo 教授表示：
“这项研究很好地说明了，即使是高度柔性的闪存，也可以具有切实可行的性能水平，所以它将有利于成熟的可穿戴电子设备和智能纸张的发展。”
参考资料
【1】http://www.kaist.ac.kr/_prog/_board/?code=ed_news&mode=V&no=72581&upr_ntt_no=72581&site_dvs_cd=en&menu_dvs_cd=060101
【2】http://dx.
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