Хотя устройства памяти становятся все более гибкими, простота их изготовления и интеграции в низкопроизводительные приложения обычно рассматривается как второстепенная. Но теперь, благодаря работе группы исследователей из Мюнхенского университета прикладных наук в Германии и INRS-EMT в Канаде, это скоро изменится.
Аддитивное производство, возможно, наиболее известное благодаря трехмерной печати, позволяет упростить технологический процесс — исключая сложные этапы литографии и удаления материала в ущерб размеру элемента, что во многих случаях не критично для устройств памяти в менее требовательных к вычислениям применениях.
Струйная печать — распространенная офисная технология, которая конкурирует с лазерной печатью. Он предлагает дополнительное преимущество прямого перехода от струйной печати к рулонной печати. В статье, опубликованной на этой неделе в Applied Physics Letters от AIP Publishing, группа представляет доказательство концепции с использованием резистивной памяти (ReRAM), которая теперь открывает путь для массового производства печатной электроники.
Основной принцип ReRAM группы прост. "В любом виде памяти базовый блок памяти должен переключаться между двумя состояниями, которые представляют один бит, или" 0 "или" 1 ".«Для устройств ReRAM эти два состояния определяются сопротивлением ячейки памяти», — пояснил Бернхард Хубер, докторант INRS-EMT, работающий в Лаборатории микросистемных технологий Мюнхенского университета прикладных наук.
Для оперативной памяти с произвольным доступом (CB-RAM), используемой группой, «0» означает «состояние с высоким сопротивлением, представленное высоким сопротивлением изолирующего навинчиваемого стекла, которое отделяет проводящий полимерный электрод от серебряного. электрод ", — продолжил он. «1» — это состояние с низким сопротивлением, которое создается металлической нитью, которая врастает в навинчиваемое стекло и обеспечивает обратимое короткое замыкание между двумя электродами."
Вместо того, чтобы печатать цвета, «мы используем функциональные чернила для нанесения на структуру конденсатора — проводник-изолятор-проводник — материалов, которые уже используются в процессах чистых помещений», — сказал Хубер. «Этот процесс идентичен процессу офисного струйного принтера, но с дополнительной опцией точной настройки размера капель и нагрева целевого материала."
Концепция CB-RAM уже хорошо известна, и лидеры группы — Андреас Рюдигер из INRS-EMT в Канаде и Кристина Шиндлер из Мюнхенского университета прикладных наук — ранее работали над более традиционными ячейками CB-RAM.
Какое значение имеет работа группы?
«Мы не только продемонстрировали, что возможен полный аддитивный (печатный) процесс, но и что рабочие параметры сопоставимы с устройствами, изготовленными в чистых помещениях», — сказал Шиндлер. «Самая большая технологическая привлекательность — это механическая гибкость наших плиток с памятью и тот факт, что все материалы, необходимые для обработки, коммерчески доступны."
«Исходя из нашего доказательства концепции, мы прокладываем путь к оптимизации», — сказал Шиндлер. "Нашим самым большим сюрпризом стало то, насколько мало производительность устройства зависит от процесса изготовления."
Это позволяет использовать чрезвычайно дешевую гибкую электронику за счет процессов печати. «Электроника для печати по требованию — еще одна большая область возможных применений», — сказал Рюдигер. «В настоящее время основным источником универсальной электроники являются программируемые вентильные матрицы, которые обеспечивают реконфигурируемую схему, которую можно использовать для различных целей с заранее определенными ограничениями."
Электроника для печати по требованию демонстрирует огромный потенциал для небольших и изначально гибких производственных линий и продуктов для конечных пользователей.
"Только представьте, что супермаркеты печатают свои собственные смарт-метки или поставщики общественного транспорта настраивают многофункциональные билеты по запросу. "Носимые устройства", которые явно требуют гибкой электроники, также могут получить выгоду ", — сказал Шиндлер. Затраты на такой принтер после оптимизации этапов процесса могут упасть до уровня текущих струйных принтеров.