Onderzoekers Zernike Institute ontwikkelen ultragoedkoop plastic geheugen

Een doorbraak in het realiseren van ultragoedkope geheugens van plastic, zo omschrijven wetenschappers van het Zernike Institute for Advanced Materials, Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen, de plastic ferroelectric diode technologie die zij hebben ontwikkeld. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het julinummer van Nature Materials, een uitgave van het bekende wetenschappelijk tijdschrift Nature. 

De nieuwe technologie is vergelijkbaar met Flash geheugenchips, omdat het gaat om geheugen dat gegevens vasthoudt als er geen elektrische spanning op staat. Flash geheugens worden gebruikt in memory sticks, MP3-spelers, mobiele telefoons en de geheugenkaarten van digitale cameras.

De onderzoekers verwachten dat de nieuwe technologie minstens even belangrijke producten gaat opleveren. Ze denken aan elektronische prijskaartjes die radiografisch bij de kassa worden uitgelezen en zo de huidige streepjescode kunnen vervangen. Ook een voedselverpakking die de consument waarschuwt dat de uiterste houdbaarheidsdatum nadert, behoort tot de mogelijkheden.

Plastic transistor

In 2005 waren onderzoekers van een RUG/Philips-team er reeds in geslaagd om een ferro-elektrisch polymeer in een plastic transistor te integreren. Omdat het ferro-elektrische materiaal in twee verschillende stabiele toestanden kan worden gezet door middel van een spanningspuls, werkt het als een ‘niet-vluchtig’ geheugen (wat wil zeggen dat het gegevens vasthoudt zonder dat er spanning opstaat). Het nadeel van zo’n transistor is echter dat er voor het programmeren en uitlezen drie aansluitingen nodig zijn. Dat bemoeilijkt de fabricage. De uitdaging was om dezelfde functionaliteit te realiseren in een geheugenelement met maar twee aansluitingen, een diode. 

Ferro-elektrische diode

De doorbraak in het door de RUG gefinancierde project met PhD student Kamal Asadi is gebaseerd op een volledig nieuw concept: in plaats van een halfgeleidende en ferro-elektrische laag te stapelen, wordt een mengsel van deze materialen gebruikt. De ferro-elektrische eigenschappen van het mengsel worden dan vervolgens gebruikt om de stroom door het halfgeleidende deel te controleren. De nieuwe geheugendiode is snel programmeerbaar, houdt de informatie lang vast en werkt bij kamertemperatuur. De voltages die nodig zijn voor het programmeren zijn laag genoeg voor toepassingen. Bovendien kan het met grootschalige industriële productietechnieken tegen zeer lage kosten worden gemaakt. De RUG heeft dit nieuwe geheugenelement dan ook gepatenteerd. 

Meer informatie

- Prof.dr.ir. Paul Blom, (050) 363 43 76, e-mail: p.w.m.blom@rug.nl

- Nature publicatie:  http://dx.doi.org/10.1038/nmat2207