Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 9 – vyšlo 1. března, ročník 2 (2004) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

9/2004

Nový typ paměťového média

Jan Pašek

Vědci v USA objevili polymer vhodný pro výrobu nového typu paměťového média. Stephen Forrest a jeho kolegové z univerzity v Princetonu a ze společnosti Hewlett-Packard vyrobili paměť na bázi vodivého plastu zvaného “PEDOT”, který je nanesen na povrchu křemíkové polovodičové vrstvy p-i-n. Podkladovou vrstvu tvoří pružná kovová fólie. Objevená technologie může vést k průlomu ve výrobě elektrických pamětí, které jsou rychlejší, levnější a jednodušší než tradiční magnetická paměťová média nebo kompaktní disky.

WORM - Write Once Read Many times, typ paměti na kterou je možné zapsat pouze jednou, ale číst kolikrát chceme. PEDT - polyethylenedioxythiophene, polymer který je základem pro výrobu materiálu PEDOT. PEDOT - levný vodivý a průhledný polymer, který se běžně používá na antistatické vrstvy na fotografických filmech a na průhledné kontakty v displejích. PEDOT je složen ze dvou komponent, základní PEDT a PSS. PSS - polystyrene sulphonic acid, látka využívaná k dotování materiálu PEDOT. PCBM - 6,6-Phentl-C61-Butyl acid-Methylester. Příjemce (akceptor) elektronů v novém typu solárního článku. ITO - Indium-Tin Oxide, oxid india dotovaný oxidem cínu, používá se na průhledné vodivé povlaky, využití nalezl i jako kladný kontakt v novém typu solárního článku.

Základ vynálezu vychází z prací bývalého postgraduálního studenta Svena Möllera ze skupiny profesora Forresta na Princetonské univerzitě. Möller je nyní zaměstnán v Corvallisu, v laboratořích společnosti Hewlett Packard. Möller se spolupracovníky zkoumal chování vodivého průhledného polymeru PEDOT, který se běžně používá jako antistatická vrstva na fotografických filmech a na průhledné kontakty v displejích. PEDOT je složený ze záporně nabitého polymeru nazvaného PSS⁻ a kladně nabitého polymeru zvaného PEDT⁺. Rozdílné náboje mají na svědomí vodivost tohoto polymeru. Při nízkém napětí je materiál vodivý, ale při vyšším napětí dojde k trvalé změně jeho vlastností a materiál se stane nevodivým, něco na způsob tavné pojistky. Vědci přesně neví, proč se stane nevodivým, když jím projde vysoký proud. Profesor Stephen Forrest z Princetonské University se domnívá, že teplo vygenerované průchodem proudu dá PSS⁻ vrstvě dostatek energie k zachycení kladně nabitých vodíkových iontů, které se rozpustí na povrchu a přemění PSS⁻ vrstvu na neutrální formu PSSH.

Nicméně, jakmile polymer přejde do stavu izolantu, tak se jeho vlastnosti natrvalo změní a tudíž tuto technologii je možné použít pro výrobu pamětí WORM, na které lze zapsat jednou, ale číst z nich kolikrát chceme. V paměťovém médiu potřebují být data zapsána jako posloupnost jedniček a nul. Nový element paměti se skládá z mřížky, ve které všechny spoje obsahují PEDOT "pojistku". Větší napětí způsobí, že se pojistka přetaví a obvod se rozpojí. Toto může být prezentováno jako logická hodnota 0. Při nižším napětí zůstává pojistka nedotčená a obvod uzavřený a to je chápáno jako logická hodnota 1.

Vědci tvrdí, že jejich technologie může být použita k výrobě paměťového bloku o velikosti 1 cm³, na který bude možné uložit 1 GB dat. To je desetkrát více než u nejlepších magnetických pamětí. Zařízení postavené na této bázi by mělo mít velmi nízkou cenu a paměť navíc neobsahuje žádné pohyblivé části, jako je laser nebo motorek, které jsou součástí každého běžného magnetického nebo optického zařízení.

Vyvíjená paměť bude ideální pro archivaci velkého množství multimediálních dat, například z digitálních kamer. Tým doufá, že komerční využití bude možné do pěti let. Polymer může být nastříkán nebo vytištěn, což je o mnoho levnější, než křemíková technologie, která musí být leptána.

Struktura paměti WORM. Dole schéma jednoho  paměťového elementu.
Podle Stevena Schultze, Princeton University.

Další úsilí je věnováno vývoji transistoru vyrobeného na bázi tohoto polymeru, který by byl levný a tvárný. Krásné na této technologii je kombinace vlastnosti křemíkové technologie s možnostmi tvarování - vlastností, která u křemíku neexistuje.

Strukturní vzorec materiálů PEDOT a PSS.

Materiál PEDOT se také ukázal vhodný pro výrobu solárních článků. Na plastické fólii je vodivá vrstva ITO (kladný pól článku), následuje vrstva PEDOT-PPS, která se po osvětlení stane donorem elektronů. Jejich akceptorem je fullerenová vrstva PCBM, na které jsou kontakty z hliníku (záporný pól článku). Doba přechodu od vyražení elektronu fotonem po jeho zachycení v PCBM vrstvě je pouhých 40 fs.

Plastický solární článek je snadno deformovatelný.

Odkazy