La struttura del dispositivo e il diagramma del livello di energia della memoria WORM, che possono essere programmati a densità di potenza che sono ordini di grandezza inferiori rispetto ai dispositivi WORM a bassissima potenza precedentemente riportati. Credito immagine:Wang, et al. ©2010 Istituto Americano di Fisica.
(PhysOrg.com) -- Poiché i tag RFID stanno diventando sempre più diffusi per tracciare e identificare quasi tutto, i ricercatori continuano a sviluppare a basso costo, dispositivi di memoria a bassissima potenza per queste applicazioni. In un recente studio, gli scienziati di Cambridge hanno fatto un altro passo avanti in questo settore sviluppando un dispositivo di memoria WORM (write-once-read-many-times) che richiede solo una frazione della potenza necessaria ai dispositivi precedenti. In linea di principio, la memoria a bassa potenza può essere utilizzata in qualsiasi circuito elettronico organico dove la potenza di funzionamento è bassa.
I ricercatori, Jianpu Wang, Feng Gao, e Neil Greenham del Cavendish Laboratory di Cambridge, hanno pubblicato il loro studio in un recente numero di Applied Physics Letters. Come spiegano gli scienziati, I tag RFID richiedono un dispositivo di memoria che può essere programmato e letto utilizzando solo la piccola quantità di energia prelevata dal campo a radiofrequenza. Oltre a richiedere un consumo di corrente e una tensione di esercizio molto bassi, gli RFID usa e getta richiedono anche dispositivi di memoria poco costosi.
La memoria WORM dei ricercatori di Cambridge soddisfa entrambi questi requisiti. Il design del solo elettrone è fabbricato dall'elaborazione della soluzione, rendendolo meno costoso di altre tecniche, come quelli che richiedono la litografia. Per scrivere i dati, il dispositivo utilizza nanoparticelle semiconduttori ZnO per iniettare elettroni in un polimero conduttore. Gli elettroni iniettati possono essere utilizzati per programmare la memoria diminuendo permanentemente la conduttività del polimero, producendo uno stato isolante. I ricercatori hanno dimostrato che i dispositivi potrebbero essere programmati a densità di potenza inferiori a 0,1 W/cm 2 , che è ordini di grandezza inferiore rispetto ai dispositivi WORM a bassissima potenza precedentemente riportati, che tipicamente richiedono almeno 10 W/cm 2 .
Gli scienziati spiegano che la bassa potenza dei dispositivi è una conseguenza dell'efficienza degli elettroni iniettati nel dedoping del polimero precedentemente drogato. Il polimero conduttore, chiamato PEDOT:PSS, è già drogato positivamente (con PSS), dandogli una carica positiva. Quando gli elettroni vengono iniettati dalle nanoparticelle, drogano il polimero, riducendone la conduttività.
“Utilizzando le nanoparticelle di ZnO a banda larga, la struttura del dispositivo di soli elettroni ci consente di bloccare la corrente del foro, "Ha detto Wang PhysOrg.com . "Nel frattempo, gli elettroni iniettati possono depopolare efficacemente il PEDOT, portando a uno stato isolante”.
Sebbene i ricercatori stiano ancora studiando i dettagli del meccanismo di dedoping, i loro esperimenti mostrano che l'acqua nel film polimerico, che possono essere assorbiti dall'atmosfera, gioca un ruolo importante nel processo di dedoping. In esperimenti condotti in atmosfera di azoto, la bassa densità di potenza non potrebbe modificare in modo permanente la conduttività del polimero. I ricercatori sperano anche di apportare ulteriori miglioramenti al dispositivo.
“La struttura attuale richiede ancora un processo di evaporazione termica per depositare elettrodi metallici, "Ha detto Wang. “La nostra ricerca in corso è quella di realizzare un WORM a bassa potenza interamente elaborato in soluzione. Al momento abbiamo alcuni risultati incoraggianti su questi prodotti a bassissimo costo, dispositivi WORM a bassa potenza.”
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