光敏閃存由有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFETs）制成，可利用光照實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速擦除，潛在的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括柔性成像電路、紅外感應(yīng)存儲(chǔ)器和多比特存儲(chǔ)器單元等。近日，韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)和浦項(xiàng)科技大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)硒化鎘量子點(diǎn)懸浮柵進(jìn)行表面改良，大幅改善了光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能，開(kāi)發(fā)出全新光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器。
基于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的光擦除存儲(chǔ)器是信息傳送領(lǐng)域的新興器件。器件的數(shù)據(jù)擦除過(guò)程一般通過(guò)光誘導(dǎo)恢復(fù)機(jī)制來(lái)進(jìn)行控制，這種恢復(fù)機(jī)制利用了器件半導(dǎo)體和懸浮柵層界面之間的光電感應(yīng)電荷傳輸。
實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)恢復(fù)僅需1秒
研究人員利用磷酸正十八酯（ODPA）和全氟化硫醇配體對(duì)硒化鎘量子點(diǎn)懸浮柵進(jìn)行了表面修飾，改善了光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)電溝道與量子點(diǎn)之間的空穴擴(kuò)散，使器件在低強(qiáng)度光（功率密度約為0.7毫瓦/厘米2）誘導(dǎo)下的恢復(fù)時(shí)間縮短至1秒。據(jù)研究人員透漏，之前他們制作的一些有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器也可以實(shí)現(xiàn)低強(qiáng)度光誘導(dǎo)恢復(fù)，如利用聚合物/碳60復(fù)合材料對(duì)懸浮柵表面進(jìn)行改良的光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器在功率密度僅為0.5毫瓦/厘米2的綠光的誘導(dǎo)下就可以實(shí)現(xiàn)有效的恢復(fù)，但這些器件的最大問(wèn)題是數(shù)據(jù)擦除時(shí)間較長(zhǎng)，一般要30秒以上，而且在數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中除了光之外還需要施加額外的破壞性柵壓。
利用低強(qiáng)度光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速擦除
為了在低強(qiáng)度光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速擦除和非破壞性讀取，研究人員需要對(duì)光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的懸浮柵材料進(jìn)行特殊處理。因?yàn)閼腋攀瞧骷顬殛P(guān)鍵的部位，負(fù)責(zé)利用吸收的光產(chǎn)生電荷載流子（電子和空穴），并將載流子轉(zhuǎn)移至晶體管的半導(dǎo)體層。
研究人員解釋，本研究利用量子點(diǎn)作懸浮柵比用碳60或其他常見(jiàn)材料要更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榱孔狱c(diǎn)的光學(xué)和電學(xué)特性可通過(guò)對(duì)顆粒大小進(jìn)行工程處理或增加表面配體進(jìn)行改善。實(shí)驗(yàn)表明，新器件開(kāi)關(guān)電流比高達(dá)105，雙穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間超過(guò)10000秒，且具有良好的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性。
邁向商業(yè)化
研究人員堅(jiān)信此項(xiàng)研究工作為光敏懸浮柵材料設(shè)計(jì)提供了“有價(jià)值的制導(dǎo)路線”，全新光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器將在不久的未來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。研究人員強(qiáng)調(diào)此項(xiàng)研究工作首次以將量子點(diǎn)懸浮柵應(yīng)用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器之中，得到的概念驗(yàn)證存儲(chǔ)器在運(yùn)行過(guò)程中消耗的能量很少，且可以與高靈敏度光電探測(cè)器集成在一起，用于柔性成像、集成傳感器和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段研究人員在器件制作過(guò)程中進(jìn)行有機(jī)半導(dǎo)體和源/漏電極材料沉積時(shí)所使用的技術(shù)需要高度依賴真空環(huán)境，這樣的過(guò)程不但成本高，而且即耗時(shí)又復(fù)雜，不利于器件的大規(guī)模、低成本生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，研究人員將進(jìn)一步優(yōu)化器件制作流程，開(kāi)發(fā)基于全溶液環(huán)境的器件制作流程。
