(PhysOrg.com) -- Aangezien RFID-tags steeds meer wijdverspreid worden voor het volgen en identificeren van bijna alles, onderzoekers blijven goedkope, ultralow-power geheugenapparaten voor deze toepassingen. In een recente studie, wetenschappers uit Cambridge hebben op dit gebied nog een stap voorwaarts gezet door een WORM-geheugenapparaat te ontwikkelen dat slechts een fractie van de stroom nodig heeft die eerdere apparaten nodig hadden. In principe, het low-power geheugen kan worden gebruikt in elk organisch elektronisch circuit waar het bedrijfsvermogen laag is.

De onderzoekers, Jianpu Wang, Feng Gao, en Neil Greenham van het Cavendish Laboratory in Cambridge, hebben hun onderzoek gepubliceerd in een recent nummer van Applied Physics Letters. Zoals de wetenschappers uitleggen, RFID-tags vereisen een geheugenapparaat dat kan worden geprogrammeerd en gelezen met slechts de kleine hoeveelheid stroom die uit het radiofrequentieveld wordt gehaald. Naast een zeer laag stroomverbruik en een zeer lage bedrijfsspanning, wegwerp RFID's vereisen ook geheugenapparaten die goedkoop zijn.

Het WORM-geheugen van de Cambridge-onderzoekers voldoet aan beide eisen. Het ontwerp met alleen elektronen is gefabriceerd door oplossingsverwerking, waardoor het minder duur is dan andere technieken, zoals die waarvoor lithografie nodig is. Om gegevens te schrijven, het apparaat gebruikt ZnO-halfgeleider-nanodeeltjes om elektronen in een geleidend polymeer te injecteren. De geïnjecteerde elektronen kunnen worden gebruikt om het geheugen te programmeren door de geleidbaarheid van het polymeer permanent te verminderen, het produceren van een isolerende staat. De onderzoekers toonden aan dat de apparaten kunnen worden geprogrammeerd bij vermogensdichtheden van minder dan 0,1 W/cm ² , wat ordes van grootte lager is dan eerder gerapporteerde ultralow-power WORM-apparaten, die doorgaans minimaal 10 W/cm . vereisen ² .

De wetenschappers leggen uit dat het lage vermogen van de apparaten een gevolg is van de efficiëntie van de geïnjecteerde elektronen bij het dedoperen van het eerder gedoteerde polymeer. Het geleidende polymeer, genaamd PEDOT:PSS, is al positief gedoteerd (met PSS), waardoor het een positieve lading krijgt. Wanneer de elektronen worden geïnjecteerd door de nanodeeltjes, ze ontdoen het polymeer, het verminderen van de geleidbaarheid.

"Door de brede bandgap ZnO-nanodeeltjes te gebruiken, de apparaatstructuur met alleen elektronen stelt ons in staat om de gatenstroom te blokkeren, " vertelde Wang" PhysOrg.com . "In de tussentijd, de geïnjecteerde elektronen kunnen de PEDOT effectief dedoperen, leidend tot een isolerende toestand.”

Hoewel de onderzoekers de details van het dedopingmechanisme nog onderzoeken, hun experimenten tonen aan dat water in de polymeerfilm, die uit de atmosfeer kunnen worden geabsorbeerd, speelt een belangrijke rol in het dedopingproces. In experimenten uitgevoerd onder een stikstofatmosfeer, de lage vermogensdichtheid kon de geleidbaarheid van het polymeer niet permanent veranderen. De onderzoekers hopen ook nog enkele verbeteringen aan het apparaat aan te brengen.

“De huidige structuur vereist nog steeds een thermisch verdampingsproces om metalen elektroden af ​​te zetten, ’ zei Wang. "Ons lopende onderzoek is om een ​​volledig oplossingsgerichte, energiezuinige WORM te maken. We hebben momenteel enkele bemoedigende resultaten op deze extreem goedkope, WORM-apparaten met een laag vermogen.”

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.