Aunque los dispositivos flexibles han sido prometidos hace mucho tiempo atras, su comercializacion ha sido estancada debido a la falta de un ingrediente: una forma flexible de memoria flash. Pero los investigadores de la Universidad de Tokio han desarrollado recientemente una memoria de puerta-flotante, organica y no volatil que se comporta como una memoria flash, que puede resolver este problema.
Mientras que las Memorias Flash hechas de Silicio son buenas para el masivo almacenamiento de datos de los telefonos celulares, reproductores de música digital y unidades de Flash, su fabricacion requiere de altas temperaturas de procesamiento, descartando asi su produccion en sustratos flexibles como el plástico. Los Semiconductores Organicos, sin embargo, pueden ser procesados a temperaturas muy por debajo del punto de fusion de la mayoria de los plásticos.
Es más, "El costo de la memoria Flash es demasiado alto para su uso en aplicaciones que demandan grandes cantidades de memoria", dijo Tsuyoshi Sekitani, Profesor Asistente del departamento de Ingenieria Electrica y Electronica en la Universidad de Tokio y uno de los investigadores que desarrollaron esta nueva memoria. "Pero podemos imprimir nuestra memoria organica en sustratos flexibles y en grandes areas con impresoras de inyección de tinta. Así que los costos serán bajos".
El dice que la mayoria de memorias que emplean semiconductores organicos utiliza una pelicula de polimeros ferroeléctricos para sus células de memoria. Este tipo de bits de memoria se almacena en un campo eléctrico en la pelicula de polímero. Normalmente emplea soportes rígidos, y dielectricos entre 100 y 500 nanometros de espesor, que requieren de alta tensión (10-50v) para programacion y borrado.
El dice que la mayoria de memorias que emplean semiconductores organicos utiliza una pelicula de polimeros ferroeléctricos para sus células de memoria. Este tipo de bits de memoria se almacena en un campo eléctrico en la pelicula de polímero. Normalmente emplea soportes rígidos, y dielectricos entre 100 y 500 nanometros de espesor, que requieren de alta tensión (10-50v) para programacion y borrado.
Teniendo en cuenta estos inconvenientes, los investigadores decidieron trabajar con nuevos materiales dielectricos que poseian las propiedades electricas correctas, incluso en capas muy delgadas. Se produjo un Hibrido dielectrico de oxido de metal que paso de ser un plasma y un Monocapa auto-ensamblado (SAM) de ácido fosfónico alifático. Los SAMs se organizan en capas de 1 molécula de espesor en las superficies. La pelicula dielectrica combinada fue de solo 6 nm de espesor.
Al igual que la memoria flash normal, el flexible Transistor Flash tiene una "puerta flotante" incrustada en el interior del dielectrico y una puerta de control de la cima del dielectrico. Cuando se escriben datos en la celda, la carga se acumula en la puerta flotante. Al vaciar la carga se borran los bits.
Los Investigadores investigaron la durabilidad del dielectrico con un maximo de 6 V en la puerta, suficiente para mostrar lecturas sin ambiguedades, 10000 veces sin mostrar ningun rastro de daño irreversible
"Esto demuestra que los dispositivos flexibles pueden ser operados directamente desde una bateria de 6 V" , dijo Sekitani. "Imaginen hojas tipo escaner portatiles, por ejemplo, que podria retener los datos escaneados sin necesidad de un ordenador".
Pero los Investigadores todavia se enfrentan a un gran reto de conservación de datos en el dispositivo de memoria, con algunas pruebas de tiempo, comprobaron que la retencion de datos solo duraba unas horas, ya que la carga de la puerta flotante es propensa a fugas a traves del dielectrico. Asi que diseñaron una celda de 2 transistores de memoria, con un transistor de acceso y otro de lectura, ambos compartiendo una puerta flotante, aumentando el tiempo de retencion entre 12 y 24 horas.
Los investigadores fabricaron un dispositivo de mayor area (50 x 50 milimetros).
La aplicacion de presion sobre esta estructura disminuye la resistencia electrica a traves de la capa de goma entre electrodo y la celulas de memoria. Esta diferencia de resistencia en cada punto de la celda , se almacena como carga en la puertas de flotacion de las células de memoria por debajo de ese punto. A pesar de que la retencion de memoria disminuyo con el tiempo, los investigadores todavia podrian decir donde se aplico la presion, incluso despues de 12 horas.
Sekitani dice que este principio podria se utilizado para producir pantallas de Braille para los ciegos que les permitan leer libros y otra informacion. Tambien ofrece una aplicación mas futurista: "pisos de seguridad", esto podria leer los pasos de la gente que no haya entrado en la base de datos del hogar y tambien seria una señal de la presencia de extraños a una empresa de seguridad, eliminando la necesidad de camaras para intrusos.
Mas significativo es el papel que la Memoria Flash Flexible podria desempeñar en ayudar a llevar una gran cantidad de productos flexibles al mercado. "La flexibilidad es importante por un gran numero de razones" dijo Sekitani. "Los dispositivos flexibles son mas resistentes a los golpes, se pueden llevar en el bolsillo y los dispositivos de gran tamaño pueden ser plegados, haciendolos mas convenientes". Se estima que el equipo de investigacion sera capas de perfeccionar esta memoria flash flexible dentro de 5 años.
Al igual que la memoria flash normal, el flexible Transistor Flash tiene una "puerta flotante" incrustada en el interior del dielectrico y una puerta de control de la cima del dielectrico. Cuando se escriben datos en la celda, la carga se acumula en la puerta flotante. Al vaciar la carga se borran los bits.
Los Investigadores investigaron la durabilidad del dielectrico con un maximo de 6 V en la puerta, suficiente para mostrar lecturas sin ambiguedades, 10000 veces sin mostrar ningun rastro de daño irreversible
"Esto demuestra que los dispositivos flexibles pueden ser operados directamente desde una bateria de 6 V" , dijo Sekitani. "Imaginen hojas tipo escaner portatiles, por ejemplo, que podria retener los datos escaneados sin necesidad de un ordenador".
Pero los Investigadores todavia se enfrentan a un gran reto de conservación de datos en el dispositivo de memoria, con algunas pruebas de tiempo, comprobaron que la retencion de datos solo duraba unas horas, ya que la carga de la puerta flotante es propensa a fugas a traves del dielectrico. Asi que diseñaron una celda de 2 transistores de memoria, con un transistor de acceso y otro de lectura, ambos compartiendo una puerta flotante, aumentando el tiempo de retencion entre 12 y 24 horas.
Los investigadores fabricaron un dispositivo de mayor area (50 x 50 milimetros).
La aplicacion de presion sobre esta estructura disminuye la resistencia electrica a traves de la capa de goma entre electrodo y la celulas de memoria. Esta diferencia de resistencia en cada punto de la celda , se almacena como carga en la puertas de flotacion de las células de memoria por debajo de ese punto. A pesar de que la retencion de memoria disminuyo con el tiempo, los investigadores todavia podrian decir donde se aplico la presion, incluso despues de 12 horas.
Sekitani dice que este principio podria se utilizado para producir pantallas de Braille para los ciegos que les permitan leer libros y otra informacion. Tambien ofrece una aplicación mas futurista: "pisos de seguridad", esto podria leer los pasos de la gente que no haya entrado en la base de datos del hogar y tambien seria una señal de la presencia de extraños a una empresa de seguridad, eliminando la necesidad de camaras para intrusos.
Mas significativo es el papel que la Memoria Flash Flexible podria desempeñar en ayudar a llevar una gran cantidad de productos flexibles al mercado. "La flexibilidad es importante por un gran numero de razones" dijo Sekitani. "Los dispositivos flexibles son mas resistentes a los golpes, se pueden llevar en el bolsillo y los dispositivos de gran tamaño pueden ser plegados, haciendolos mas convenientes". Se estima que el equipo de investigacion sera capas de perfeccionar esta memoria flash flexible dentro de 5 años.
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