Voor de eerste keer, onderzoekers zijn erin geslaagd een ultradunne ferro-elektrische oxidefilm af te zetten op een flexibel polymeersubstraat. Het onderzoeksteam gebruikte de flexibele ferro-elektrische dunne films om niet-vluchtige geheugenapparaten te maken die draagbaar en veerkrachtig zijn.

"Ferro-elektrische materialen kunnen lading opslaan, waardoor ze ideaal zijn voor niet-vluchtige geheugenapparaten, " zegt Jacob Jones, een professor in materiaalkunde en techniek aan de North Carolina State University en co-auteur van een paper over het werk. "Maar ferro-elektrische materialen zijn vaak broos, en normaal gesproken bij hoge temperaturen moeten worden gemaakt - die de meeste polymeren zouden vernietigen. We hebben nu een manier gevonden om een ​​extreem dunne film van ferro-elektrisch materiaal te maken die gemaakt kan worden bij lage temperaturen."

"Het meest opwindende aan dit werk is het vermogen om ferro-elektrische dunne films bij lage temperaturen te maken en deze te integreren met op koolstof gebaseerde organische halfgeleiders om zeer flexibele geheugenapparaten te maken, " zegt Franky Dus, de corresponderende auteur van het papier en Walter en Ida Freeman Distinguished Professor of Materials Science and Engineering bij NC State.

"De sleutel tot succes van dit werk is de speciale techniek die we hebben ontwikkeld om deze ferro-elektrische dunne films bij lage temperatuur te maken en de flexibiliteit te behouden, " zegt Hyeonggeun Yu, een postdoctoraal onderzoeker bij NC State en hoofdauteur van het artikel. "We hebben een nieuw apparaatplatform gecreëerd dat deze geheugenapparaten kan integreren met andere flexibele elektronische circuits."

"Deze vooruitgang stelde ons in staat een buigzaam ferro-elektrisch materiaal te creëren dat kan worden gebruikt om stabiele geheugenopslageenheden te creëren voor gebruik in energie-efficiënte elektronische toepassingen voor gebruik in alles, van ruimteverkenning tot defensietoepassingen, " zegt Ching-Chang Chung, een postdoctoraal onderzoeker bij NC State en co-auteur van het papier.

De onderzoekers werkten met hafniumoxide, of hafnia, een materiaal dat ferro-elektrische eigenschappen heeft wanneer het als een dunne film wordt aangebracht. En, Voor de eerste keer, de onderzoekers konden aantonen dat de flexibele hafnia-dunne films ferro-elektrische eigenschappen vertoonden met diktes variërend van 20 nanometer (nm) tot 50 nm.

"Dit is een mijlpaal in nanotechnologie, " Zo zegt.

"We maakten een laagspanning, niet-vluchtig, verticale organische transistor met behulp van een dunne hafnia-film, Jones zegt. "Dat detailniveau is misschien alleen opwindend voor mensen in de elektrotechniek. Voor alle anderen, dat betekent dat dit een praktische ontdekking is met zeer reële toepassingen."

"We hebben geconstateerd dat het prototype volledig functioneel is en zijn functionaliteit behoudt, zelfs wanneer het tot 1 wordt gebogen. 000 keer, " zegt Chung. "En we werken al aan wat kan worden gedaan om de betrouwbaarheid te verbeteren wanneer het materiaal meer dan 1 wordt gebogen. 000 keer."