Gli scienziati del NUS hanno sviluppato una memoria optoelettronica multibit utilizzando un'eterostruttura costituita da materiali bidimensionali (2-D) per dispositivi di prossima generazione.

Le memorie optoelettroniche sono dispositivi in ​​grado di immagazzinare portatori di carica generati da fotoni quando esposti alla luce. Gli addebiti archiviati possono essere consultati in seguito per il recupero delle informazioni. Questi dispositivi possono essere utilizzati in sistemi di acquisizione di immagini e analisi dello spettro. I materiali a strati atomici 2-D sono candidati promettenti per lo sviluppo di memorie optoelettroniche di prossima generazione per soddisfare i requisiti emergenti per la miniaturizzazione dei dispositivi e la flessibilità strutturale. Però, È stato riportato che le memorie optoelettroniche fabbricate utilizzando materiali 2-D soffrono di una scarsa capacità di memorizzazione dei dati con la cifra più alta riportata a circa otto stati di memorizzazione distinti.

Un team guidato dal Prof Chen Wei sia del Dipartimento di Chimica che del Dipartimento di Fisica, NUS ha sviluppato un multibit, dispositivo di memoria optoelettronica non volatile in grado di memorizzare fino a 130 stati distinti utilizzando un diseleniuro di tungsteno/nitruro di boro (WSe ₂ /BN) eterostruttura. L'eterostruttura, realizzato con materiali 2-D, comprende un monostrato di WSe ₂ su un BN a 20 strati. Le funzioni di programmazione (memorizzazione dati) e cancellazione (cancellazione dati) sono controllate regolando la polarità applicata al dispositivo. Una polarità negativa viene applicata durante la funzione di programmazione e fa sì che gli elettroni generati dai fotoni dagli stati simili a donatori midgap del materiale BN si trasferiscano nel WSe ₂ Materiale. Questo lascia cariche positive localizzate (non mobili) nel materiale BN. Per la funzione di cancellazione, viene applicata una polarità positiva. Ciò fa sì che gli elettroni generati dai fotoni dalla banda di valenza nel materiale BN si ricombinino con le cariche positive localizzate, riportandolo in uno stato neutrale.

La quantità di elettroni trasferiti nel WSe ₂ materiale dipende dalla durata del tempo di esposizione alla luce per il dispositivo. Un tempo di esposizione più lungo significherebbe che vengono trasferiti più elettroni. I ricercatori hanno scoperto che il continuo accumulo di elettroni nel WSe ₂ materiale corrispondente fino a 130 impulsi di luce può essere rilevato prima che vengano impostate le condizioni di saturazione. Ciascuno di questi impulsi può essere trattato come uno stato di memorizzazione distinto. Durante il test delle prestazioni, hanno scoperto che il dispositivo mostra una conservazione dei dati di oltre 4,5×104 secondi e una durata ciclica di programma/cancellazione superiore a 200 cicli.

Spiegando il significato dei risultati, Il professor Chen ha detto, "Sebbene vi sia ancora un divario di prestazioni rispetto alla memoria commerciale basata su silicio, questi dispositivi sono vantaggiosi nelle applicazioni elettroniche che richiedono flessibilità strutturale. L'uso di questo WSe ₂ /BN L'eterostruttura a strati 2-D fornisce un metodo per realizzare dispositivi di memoria multibit e può aprire la strada allo sviluppo di memorie optoelettroniche di prossima generazione."