基于多肽铁电层的全印刷非易失性存储器的构建及性能分析

基本信息
批准号:21604005
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:梁丽娟
学科分类:
依托单位:北京印刷学院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付亚波,乔云,熊晓桐,张露,王立立
关键词:
多肽印刷技术非易失性存储器铁电层
结项摘要

Recently,biopolymer has been investigated extensively from the stand point of the application as the environmentally-friendly materials and/or novel functional optical and electronic materials. In addition, the flexible non-volatile transistor memories have been attracting considerable attention not only because of their low cost, light weight as well as their large area fabrication process but also because of the broad application prospect in the memory card, radio frequency identification (RFID) tag and sensors. In the present project, the polypeptide is innovatively used as the ferroelectric to prepare the all printed bio-organic field effect transistor memory with the outstanding performance. The main research contents including: characterizing the ferroelectric properties of the polypeptide. Preparation of the semiconductor, ferroelectric and source-drain ink and optimization the printing technology. In addition, through improving the microstructure and surface morphology of the semiconductor and ferroelectric, the relationship between structure of semiconductor and performance is also investigated to improve the electric properties such as low operating voltage, good memory retention of the device. Furthermore, the relationship between the ordered structure and molecular alignment of polypeptide is also discussed in depth, and the model of carrier transport and memory mechanism of the device are attempted to be established. The project will provide theoretical basis and technology support for the practical application of this printable memory device. The fabrication of organic field effect transistor memory based on the biopolymer as ferroelectric is expected to provide reference for the sustainable development of the memory industry in China.

生物高分子在环境友好型及新型光电子功能材料等方面的应用,是近几年来的研究热点。另外,柔性有机非易失性晶体管存储器具有低成本、质轻及可大面积加工等优点,在存储卡、RFID标签及传感器等领域展现出了巨大的应用前景,受到了业界广泛的关注。本项目创新性地采用多肽作为铁电层构建高性能的全印刷有机场效应晶体管存储器。主要研究内容包括:多肽的铁电性能分析;可印刷的半导体、铁电层、电极油墨的制备及印刷工艺的优化;通过改善有源层、铁电层的微观结构及表面形貌,阐明有源层的结构-性能关系以实现存储器件的低电压操作及良好的信息存储能力;深入研究多肽的有序结构及分子取向与存储器存储性能之间的关系,最终建立基于多肽存储器的载流子传输模型及存储机制。本项目的开展为基于生物高分子的全印刷铁电场效应晶体管存储器的应用提供理论基础及技术指导。采用生物高分子作为铁电层构建存储器有望为我国存储器产业的可持续发展提供借鉴。

项目摘要

基于生物高分子介电层的柔性全印刷有机非易失性存储器具有环境友好性、低成本、质轻及可大面积加工等优点,在存储卡、RFID标签等领域展现出了巨大的应用前景,受到了业界广泛的关注。本项目创新性地采用多肽作为铁电层构建高性能的全印刷有机场效应晶体管存储器。主要研究内容包括:(1)制备了基于多肽与脱氧核糖核酸(DNA)的生物介电层油墨、有机半导体油墨,并分别采用喷墨印刷、丝网印刷技术在柔性塑料衬底上实现了各功能层油墨的大面积印刷,成功构建了基于生物介电层的全印刷有机场效应晶体管存储器阵列。(2)建立了有机半导体结构和性能的关系,提高了基于生物介电层的全印刷有机场效应晶体管存储器的电学性能,使器件具有了良好的关态电流稳定性、信息存储能力及较低的驱动电压。具体的数值如下:a.存储器件的开关比为104;b.器件的载流子迁移率为0.64cm2V-1s-1;c.器件的阈值电压为5V;d.器件的存储窗口为13V。(3)成功建立了基于生物高分子介电层的有机场效应晶体管存储器的载流子传输模型及存储机制。在研究成果方面,本项目的实施超额完成了可考核的指标,共发表SCI论文8篇,会议论文1篇,申请专利3件,已授权1件。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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