Gli scienziati del Centro integrato di fisica applicata e materiali fotonici di Dresda (IAPP) e del Centro per l'avanzamento dell'elettronica di Dresda (cfaed) della TU di Dresda hanno sviluppato una nuova tecnologia di archiviazione basata sulla combinazione di un diodo organico a emissione di luce (OLED) e un isolante.

Questo dispositivo consente di leggere le informazioni memorizzate sia otticamente che elettricamente. Inoltre, le informazioni possono essere aggiunte in porzioni, quindi è possibile mappare diversi stati di archiviazione in un dispositivo. I risultati sono stati ora pubblicati sulla rinomata rivista Materiali funzionali avanzati .

Un'altra novità è stata relativa alle misurazioni della serie di test:sono state eseguite esclusivamente utilizzando l'innovativo "SweepMe!" software di misurazione, che è stato sviluppato da una start-up IAPP/cfaed con lo stesso nome.

Questa storia è iniziata nel lontano 2015. Due scienziati cfaed, entrambi esperti nel campo dell'elettronica organica, stavano andando a una conferenza in Brasile che includeva un lungo viaggio in autobus fino alla sede di Porto de Galinhas. C'era tutto il tempo per parlare. E così accade che uno dei due, il prof. Stefan Mannsfeld (presidente dei dispositivi organici, cfaed/IAPP) ha condiviso l'idea con l'altro, il dott. Axel Fischer (presidente dei semiconduttori organici, IAPP) che lo aveva già impegnato per un po'.

La combinazione di un convenzionale diodo organico a emissione di luce (OLED) con uno strato isolante dovrebbe tradursi in un'unità di memorizzazione a causa degli effetti fisici specifici dei materiali utilizzati, che potrebbe essere scritto e letto utilizzando segnali sia luminosi che elettrici:un uso improprio della tecnologia OLED per così dire. Come si è scoperto, i due erano una coppia perfetta:il dott. Fischer ha confermato che le tecnologie e l'esperienza necessarie erano già disponibili presso l'IAPP, quindi l'indagine su questa idea era solo una questione di tempo. Yichu Zheng alla cattedra del Prof. Mannsfeld era una candidata adatta per dedicare la sua tesi di dottorato a questo argomento.

Conservare e leggere—con luce ed elettricità

I risultati di questo lavoro sono ora disponibili e sono stati appena pubblicati sulla rivista Materiali funzionali avanzati . Gli scienziati descrivono un nuovo tipo di memoria capacitiva organica programmabile, che è una combinazione di un OLED e un condensatore MOS (MOS =semiconduttore di ossido di metallo). L'unità di memorizzazione denominata "pinMOS" è un memcondensatore non volatile con elevata ripetibilità e riproducibilità. La particolarità è che pinMOS è in grado di memorizzare diversi stati, poiché gli oneri possono essere aggiunti o rimossi in quantità controllabili. Un'altra caratteristica interessante è che questa semplice memoria basata su diodi può essere scritta e letta sia elettricamente che otticamente. Attualmente, viene raggiunta una durata di oltre 104 cicli di cancellazione di lettura-scrittura, e gli stati di memoria possono essere mantenuti e differenziati nell'arco di 24 ore. I risultati mostrano che il principio della memoria pinMOS come supporto di memorizzazione capacitivo affidabile è promettente per future applicazioni in circuiti elettronici e fotonici come computer neuromorfici o sistemi di memorizzazione visiva. I coautori dell'Istituto Weierstraß di Berlino (WIAS) sono stati in grado di contribuire all'interpretazione precisa del meccanismo funzionale eseguendo simulazioni di diffusione della deriva.

Una memoria a diodo-condensatore è stata presentata per la prima volta nel 1952 da Arthur W. Holt a una conferenza ACM in Canada, ma solo ora questo concetto viene ripreso dall'uso di semiconduttori organici, poiché tutte le funzioni di una connessione discreta di diodi e condensatore possono essere integrate in un'unica cella di memoria.

Misurare con SweepMe! Un approccio innovativo per il laboratorio

Tutte le misurazioni all'interno di questo studio sono state eseguite con il nuovo software di misurazione di laboratorio "SweepMe! Questo software è stato sviluppato da una start-up, che è uno spin-off di TU Dresden. I fisici Axel Fischer e Felix Kaschura che hanno ricevuto il loro dottorato di ricerca da TUD hanno fondato SweepMe! nel 2018 allo IAPP.

Questo studio ha dimostrato quanto sia versatile SweepMe! può essere. Se la misurazione delle capacità dipendenti dalla tensione e dipendenti dal tempo, la creazione di caratteristiche di corrente-tensione, la combinazione di generatore di segnale e oscilloscopio o l'elaborazione di immagini da una telecamera industriale:tutto è stato implementato con un solo pacchetto software. Anche variazioni sofisticate dei parametri, che normalmente richiederebbe un notevole sforzo di programmazione, potrebbe essere attuato in tempi brevissimi. Da ottobre 2019, Spazzami! è disponibile gratuitamente in tutto il mondo.