（图片来源于: Paolo Samori/University of Strasbourg & CNRS）

引言

有机纳米材料，作为一项常规技术突破，已广泛应用于柔性电子领域，例如制成柔性逻辑电路或者显示器。但是，目前的可穿戴电子设备中，有机纳米材料并没有得到更广泛应用，主要是因为它们无法产生柔性、非易失、具有实用的读写速度的存储器。最近，一组国际研究人员团队的突破性研究，解决了这一问题。

研究简介

最近，法国斯特拉斯堡大学、国家科学研究中心(CNRS）、柏林洪堡大学 、斯洛文尼亚新戈里察大学的一组研究人员，合作开发了一种柔性、非易失、由有机纳米材料组成的光学存储薄膜晶体管设备，成为可穿戴电子领域的又一项重大突破。

开发柔性有机存储器所面临的挑战

目前为止，开发柔性有机存储器的主要挑战来自于：创建稳定的、不会随着时间推移失去数据的、柔性的、提供具有实用性的擦写循环（持久）的系统。

该设备的原理和优势

团队通过发表在《自然纳米技术》杂志上的论文，解释了通过一种称为“二芳基乙烯 ”（DAEs）的分子制造这种设备，能够在两种状态（称为打开或者关闭的形式）之间切换。从写入转向擦除的过程很简单，只需要调节照射材料的光线波长（蓝光用于写，绿光用于擦除）。

该国际研究团队不仅克服了以上柔性有机存储器所面临的所有挑战，而且更进了一步。看看研究人员是如何评价设备特性和优势的：

CNRS的研究员、论文的作者之一Emanuele Orgiu如此评价：

“我们想要每个设备能够存储超过单个比特（多节操作）；我们完成了8个比特，另外，我们的设备直接在塑料基底上制作，具有十分快速的响应时间（纳秒级），这是一个非常受欢迎的特性，有机半导体材料通常具有较长的响应时间（超过1微秒）。”

CNRS的研究员，研究团队的成员Tim Leydecker认为：

“我们的研究中使用的DAEs，特别适合非易失数据存储，因为它们的两种形式在周围环境条件下是稳定的。另外，它们甚至在嵌入半导体聚合物基质中以后也可以切换，所以它们是柔性薄膜的理想材料。”

另外一位来自CRNS的团队成员Paolo Samorì认为：

“分子对于3纳秒激光脉冲的快速反应，使得它们可以适用于现代电子产业。DAE分子的另外一个优点，就是对于光线进行反应的分子数量可以精确地控制，从而满足了提高多级存储中数据密度的关键需求。”

未来展望

目前，设备的制造还停留在实验室原型阶段，所以体积达1平方毫米，显得比较大。为了使得这些存储器成为商用产品，还需要进行小型化和封装。研究人员已经在进行这些工作，并且计划继续测试设备在封装后的性能和稳定性，另外也将检验制造工艺是否符合工业输出标准，例如卷对卷制程和喷墨印刷。

来自柏林洪堡大学的团队成员Stefan Hecht认为：

“通过其他有机元器件（有机发光二极管和有机场效应晶体管）实现电子设备，是重要的一步，因为整个系统会因为有机电子的优势而受益。”

未来，随着材料技术和制造工艺的进一步发展，制造成本进一步降低，有机电子设备会越来越多地在可穿戴和其他柔性电子设备中应用。

参考资料

【1】http://www.nature.com/nnano/journal/v11/n9/full/nnano.2016.87.html

【2】http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/nonvolatile-flexible-memory-just-got-a-lot-closer

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4. 《松下电器的弹性树脂膜可在穿戴电子以及更多领域应用》（点此阅读）

5. 《oe-skins：超柔性超薄的光电子皮肤》（点此阅读）