ダイナミック・ドーピングに基づいた導電ポリマーメモリ装置
Sudip Barman1, Fengjun Deng, Richard L McCreery
1National Institute for Nanotechnology, Department of Chemistry, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2M9.
Journal of the American Chemical Society
|July 24, 2008
まとめ
薄型ポリピロール/TiO2分子結合は,非揮発性記憶のための有望な結果を示しています. これらのダイナミックドーピングデバイスは,商用メモリを5桁上回る長い保持時間を提供します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 固体物理 固体物理学
- 分子電子 (モレキュラー・エレクトロニクス)
背景:
- 従来のポリマー電子機器は,しばしばより厚いポリマー層を使用します.
- 非揮発性メモリデバイスは,データの安定した保持を必要とします.
- ポリピロール (PPy) と二酸化チタン (TiO2) は,電子アプリケーションで知られている材料です.
研究 の 目的:
- ポリピロール (PPy) とTiO2の分子電子結合を潜在的非揮発性記憶装置として調査する.
- 大幅に薄められたポリマー層がデバイスの性能に与える影響を調査する.
- 観察された電気スイッチング行動の背後にあるメカニズムを理解するために.
主な方法:
- 炭素と金の電極の間の20nm PPy層と10nm TiO2層を持つ分子電子結合の製造.
- 電気バイアスパルスを適用して,PPy層の酸化と還元を誘導します.
- 交差点の伝導性の変化と保持特性に関する測定.
- フッ素またはSiO2.2を使用するデバイスとの比較
主要な成果:
- PPy/TiO2結合は,適用されたバイアスによって,PPy層のダイナミックな酸化と還元を示した.
- 導電性の有意な増加は,ポジティブバイアス (導電性ポラロン状態) の下で観察され,ネガティブバイアスによって逆転しました.
- スイッチングスピードは10マイクロ秒に達しました.
- 導電状態は1週間以上持続し,1700以上の読み込み/書き込み/消去サイクルが実証されました.
- PPy / TiO2 結合は,フッ素 / TiO2 装置と比較して優れた保持性を示し,SiO2 置換による伝導性の変化はありませんでした.
結論:
- 観測された現象は,固体ポリマー層の"ダイナミック・ドーピング"と一致し,移動イオンが潜在的に関与している.
- 薄められたPPy/TiO2結合は,商用DRAMよりも遅い速度にもかかわらず,優れたデータ保持機能を持つ非揮発性メモリとしての潜在能力を示しています.
- この結果は,ポリマー層と特定の酸化物 (TiO2) が,これらのメモリ特性を達成する上で重要であることを強調しています.
