不远的将来，手机可像手帕一样折来折去
可应用于柔性电子产品的有机纳米材料技术不断取得突破，但让人不解的是：为什么这些技术没有被更多地应用于可穿戴电子设备上？问题在于，虽然我们可以用有机纳米材料制造柔性逻辑电路和显示屏，但是，要造出写入/擦除速度达到了实用水平的柔性非易失性存储器（内存）还有很长一段路要走。最近，斯特拉斯堡大学和法国国家科学研究中心（CNRS）的研究团队与柏林洪堡大学以及斯洛文尼亚新戈里察大学的研究者合作，开发出了一种由有机纳米材料制成的柔性非易失性光存储薄膜晶体管，这种新器件有望改变可穿戴电子设备的格局。
【图注】蓝光和绿光分别用于在柔性晶体管设备上写入和擦除信息。半导体聚合物基质中包含的分子开关可在两种状态之间来回切换：与穿过半导体的电流相互作用）或者不发生相互作用。图片来源： Paolo Samori，斯特拉斯堡大学&法国国家科学研究中心（CNRS）
到目前为止，研制柔性有机存储器的主要难点在于，这种系统不能随时间推移而丢失数据（非易失），而且得是柔性的，还要允许反复写入/擦除多次。
这个国际研究团队克服了这些障碍，但他们希望有更多的突破。“我们希望每个器件可以存储不止一个比特（多级操作）；我们实现了8个比特，”文章作者之一，来自CNRS的研究员Emanuele Orgiu在接受IEEE Spectrum的邮件采访时说。
“除此之外，我们的器件可以直接用溶液在塑料基板上制成，并且它们的响应时间非常短（在纳秒级），对于响应时间通常很长（大于1毫秒）的有机半导体来说急需的特性，”Orgiu补充道。
在发表于Nature Nanotechnology的论文中，研究团队解释道，他们使用二芳基乙烯（DAEs）来制作存储器件，具备上述的所有特性。DAEs可以在两种状态之间转换（称为打开或关闭形式）。从写入到擦除的转换则只需要改变入射到材料表面的光的波长（蓝光写入，绿光擦除）。
“我们研究中使用的DEAs特别适合非易失性数据存储，因为它们的两种形式在各种环境条件下都是稳定的，”另一个CNRS的研究员Tim Leydecker解释道。“并且，即使被嵌入在半导体聚合物基质中，它们也可以进行切换，未来有望用于制造柔性薄膜。”
CRNS的Paolo Samorì解释说，DAE分子对3纳秒激光脉冲的快速响应使得它们与现代电子器件有相同的竞争力。他还补充说，DAE分子的另一个优点是响应光照进行转换的分子数可以被精确控制，这是在多级存储中提高数据密度的关键要求。
他们目前所制作的器件是实验室样机，因此面积相对较大，有1平方毫米。毫无疑问，要使其成为商业产品，微型化以及合适的封装是非常重要的。然而，研究者已经着眼于此，并计划持续测试器件在封装后的表现及稳定性。
研究团队还将检查新器件的生产过程是否与现有的产业化生产工艺兼容，例如卷对卷制造技术和喷墨打印。
柏林洪堡大学Stefan Hecht补充道：“把这种存储器件应用到采用其他有机电子技术（有机LED和有机场效应晶体管）的电子设备中，是非常重要的一步，因为整个系统都将从有机电子元件的优点中受益。”
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