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自组装铁电聚合物可实现坚固灵活的RAM

中国研究人员铁电使用自组装P(VDF-TrFE)共聚物的随机存取存储器(FeRAM)。原型设备的纳米级表征有助于确认该设备增强的热稳定性和~ 60gb /in的存储密度2

具有反转畴的共聚物膜的形貌和PFM相图PFM相像在FeRAM中的应用;域长度与脉冲宽度和振幅的关系图;区域面积与温度的关系图。

FeRAM器件的高存储密度和低功耗使其具有广泛的应用前景数据存储bob综合app官网登录应用。灵活的FeRAM可以进一步扩展这一范围,但无机铁电体通常太脆,而有机铁电体的热稳定性有限。

清华大学的研究人员用有机铁电聚(偏氟乙烯-共三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]制作了一个FeRAM器件原型。他们使用低温自组装技术创造了一组边缘上的纳米片。

纳米尺度的机电实验证明了“位”的域切换,小到100x100纳米2,表示存储密度为~ 60gb /in2.而且,书写的模式在一个月后几乎没有变化。具有自组装膜的器件在更高的温度下也比具有自旋涂层膜的器件保持稳定。这种行为可以用相邻片层之间晶界的钉扎效应来解释。

结果证明了一种新的策略,可以创造更健壮、更灵活的产品铁电内存设备。此外,它们还说明了自组装在创造功能性纳米材料方面的潜力。

(左)地形和面内PFM图像;(中)PFM位置响应图和钉扎效应示意图;(右)地形和KPFM表面电位图像。

仪器使用

MFP-3D

技术使用

所有的原子力显微镜实验都是在MFP-3D原子力显微镜。纳米尺度的形貌在接触模式下测量,而机电行为则通过接触模式进行评估压电响应力显微镜技术和导电技巧。这些实验使用MFP-3D的内置软件向针尖施加持续时间和振幅不同的电压脉冲,然后感应样品的面内或面外响应。温度相关的PFM测量是使用加热样品阶段用于精确、灵敏的温度控制。此外,表面电位图像是用计算机采集的开尔文探针力显微镜(KFPM)为了更好地理解晶界效应。综合起来,这些测量结果说明了MFP-3D AFMs在实验灵活性方面的强大力量,而不牺牲易用性。

引用:郭明明,姜建强,等,有机铁电纳米片层阵列自组装制备柔性、高密度费拉姆。放置科学。6, 1801931 (2019).https://doi.org/10.1002/advs.201801931

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