深圳大学韩素婷、周晔团队Small综述：基于有机纳米材料的柔性存储器件研究进展

【引言】

未来电子设备的发展应该满足柔性化、便携性、轻薄型等要求。基于有机纳米材料的有机场效应晶体管，有机发光二极管等已被广泛应用于柔性电子领域，例如制成柔性逻辑电路或者显示器。然而，具有非易失性，高密度存储，实用的读写速度的柔性有机存储器还有待进一步的深入研究。有机场效应晶体管存储器具有单只晶体管驱动、无损读写和可与电路集成等诸多优点；有机阻变存储器具有擦写速度快、存储密度高和三维存储潜力等众多优点。这两种极具发展潜力的大容量存储器，在便携式存储、大数据库、柔性集成电路和柔性显示等方面显示出了巨大的应用前景，具有很好的科学研究和产业开发价值。

近日，深圳大学韩素婷副教授与周晔研究员团队发表了题为“Recent Advances of Flexible Data Storage Devices Based on Organic Nanoscaled Materials”的综述文章，该文章刊登在“Small” 2018 年第 10 期，并入选封面文章，周黎博士为第一作者。该综述系统总结了柔性有机场效应晶体管存储器与柔性有机阻变存储器的最新研究进展。系统的阐述了这两种柔性有机存储器的器件结构、存储特性、存储机理、机械性能等。重点讨论了各种功能材料包括二维材料，纳米颗粒，有机小分子，共轭聚合物，有机/无机杂化材料等的设计与优化策略。最后，该文章提出了柔性有机存储器目前存在的问题和挑战，以及未来的重要研究方向与机遇，对该领域的同仁快速直接地把握当前的研究现状和未来的发展趋势具有指导意义。

【图文简介】

图1、综述的总览图。有机场效应晶体管存储器与有机阻变存储器的结构、表征以及材料选择。

图2、小分子光响应材料在柔性浮栅型有机场效应晶体管存储器中的应用

图3、光调控柔性有机场效应晶体管存储器

图4、基于聚合物及其复合材料的柔性阻变存储器

图5、基于有机小分子及金属有机框架的柔性阻变存储器

表一、二维材料在柔性有机场效应晶体管存储器中的应用

表二、金属纳米颗粒在浮栅型柔性有机场效应晶体管存储器中的应用

表三、电荷俘获型柔性有机场效应晶体管存储器

表四、基于聚合物的柔性有机阻变存储器

【总结与展望】

近年来，柔性有机存储器的研究取得了迅速的发展。实现了较大的存储窗口、较低的工作电压以及较好的数据保持特性。虽然现阶段有机存储器的性能还不与硅基存储器相提并论，但具有高存储密度与快速擦写性能的有机存储器是非易失性半导体存储器市场的重要补充。要实现有机非易失性存储器的商业化实际应用，必须解决以下几个方面的问题。（1）半导体的载流子迁移率与存储器的擦写速度密切相关，提高有机半导体的载流子迁移率是一个急需解决的关键问题。（2）有机场效应晶体管较高的工作电压导致了较高的功耗，降低其工作电压是实现有机存储器在便携式电子器件中应用的关键。（3）目标有机存储器的数据保持性能较差，并且有机存储器在机械形变下的保持性和耐久性对于其在可穿戴电子设备中的应用至关重要。（4）有机阻变存储器中电阻转变的物理机制还不够清晰，对其材料与器件结构的设计与优化等领域还有待进一步的研究。（5）高性能、低能耗和造价低廉的大规模有机材料薄膜的制备方法还需进一步研发。

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

本稿由深圳大学韩素婷、周晔团队老师撰写，特此感谢！

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