深圳大學韓素婷、周曄團隊Small綜述：基于有機納米材料的柔性存儲器件研究進展

【引言】

未來電子設備的發展應該滿足柔性化、便攜性、輕薄型等要求。基于有機納米材料的有機場效應晶體管，有機發光二極管等已被廣泛應用于柔性電子領域，例如制成柔性邏輯電路或者顯示器。然而，具有非易失性，高密度存儲，實用的讀寫速度的柔性有機存儲器還有待進一步的深入研究。有機場效應晶體管存儲器具有單只晶體管驅動、無損讀寫和可與電路集成等諸多優點；有機阻變存儲器具有擦寫速度快、存儲密度高和三維存儲潛力等眾多優點。這兩種極具發展潛力的大容量存儲器，在便攜式存儲、大數據庫、柔性集成電路和柔性顯示等方面顯示出了巨大的應用前景，具有很好的科學研究和產業開發價值。

近日，深圳大學韓素婷副教授與周曄研究員團隊發表了題為“Recent Advances of Flexible Data Storage Devices Based on Organic Nanoscaled Materials”的綜述文章，該文章刊登在“Small” 2018 年第 10 期，并入選封面文章，周黎博士為第一作者。該綜述系統總結了柔性有機場效應晶體管存儲器與柔性有機阻變存儲器的最新研究進展。系統的闡述了這兩種柔性有機存儲器的器件結構、存儲特性、存儲機理、機械性能等。重點討論了各種功能材料包括二維材料，納米顆粒，有機小分子，共軛聚合物，有機/無機雜化材料等的設計與優化策略。最后，該文章提出了柔性有機存儲器目前存在的問題和挑戰，以及未來的重要研究方向與機遇，對該領域的同仁快速直接地把握當前的研究現狀和未來的發展趨勢具有指導意義。

【圖文簡介】

圖1、 綜述的總覽圖。有機場效應晶體管存儲器與有機阻變存儲器的結構、表征以及材料選擇。

圖2、小分子光響應材料在柔性浮柵型有機場效應晶體管存儲器中的應用

圖3、光調控柔性有機場效應晶體管存儲器

圖4、基于聚合物及其復合材料的柔性阻變存儲器

圖5、基于有機小分子及金屬有機框架的柔性阻變存儲器

表一、二維材料在柔性有機場效應晶體管存儲器中的應用

表二、金屬納米顆粒在浮柵型柔性有機場效應晶體管存儲器中的應用

表三、電荷俘獲型柔性有機場效應晶體管存儲器

表四、基于聚合物的柔性有機阻變存儲器

【總結與展望】

近年來，柔性有機存儲器的研究取得了迅速的發展。實現了較大的存儲窗口、較低的工作電壓以及較好的數據保持特性。雖然現階段有機存儲器的性能還不與硅基存儲器相提并論，但具有高存儲密度與快速擦寫性能的有機存儲器是非易失性半導體存儲器市場的重要補充。要實現有機非易失性存儲器的商業化實際應用，必須解決以下幾個方面的問題。（1）半導體的載流子遷移率與存儲器的擦寫速度密切相關，提高有機半導體的載流子遷移率是一個急需解決的關鍵問題。（2）有機場效應晶體管較高的工作電壓導致了較高的功耗，降低其工作電壓是實現有機存儲器在便攜式電子器件中應用的關鍵。（3）目標有機存儲器的數據保持性能較差，并且有機存儲器在機械形變下的保持性和耐久性對于其在可穿戴電子設備中的應用至關重要。（4）有機阻變存儲器中電阻轉變的物理機制還不夠清晰，對其材料與器件結構的設計與優化等領域還有待進一步的研究。（5）高性能、低能耗和造價低廉的大規模有機材料薄膜的制備方法還需進一步研發。

文獻鏈接： Recent Advances of Flexible Data Storage Devices Based on Organic Nanoscaled Materials（Small， 2018, DOI:10.1002/smll.201703126）

本稿由深圳大學韓素婷、周曄團隊老師撰寫，特此感謝！

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