Memórias ferroelétricas de plástico: Rumo aos eletrônicos flexíveis

Redação do Site Inovação Tecnológica -  02/05/2017

O circuito de plástico pode ser dobrado até mil vezes sem perder a confiabilidade. [Imagem: Hyeonggeun Yu et al. - 10.1002/adfm.201700461]

Ferroelétrico com orgânico

Pela primeira vez, engenheiros conseguiram depositar uma película ultrafina de um óxido ferroelétrico em um substrato de polímero flexível.

Isto significa que esses materiais altamente promissores para a fabricação de memórias não-voláteis - que não perdem os dados na falta de energia - poderão ser utilizados nos tão esperados equipamentos flexíveis e dobráveis.

"Os materiais ferroelétricos são capazes de armazenar carga, o que os torna ideais para dispositivos de memória não-volátil. Mas eles tendem a ser frágeis e normalmente têm que ser fabricados a altas temperaturas - o que destrói a maioria dos polímeros. Nós descobrimos uma maneira de fabricar uma película extremamente fina de material ferroelétrico que pode ser feita a baixas temperaturas," disse o professor Jacob Jones, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA.

A capacidade de fabricar filmes finos ferroelétricos a baixas temperaturas é de fato o grande trunfo da técnica, já que isto permitirá integrar essa tecnologia de memória e armazenamento de dados com os semicondutores orgânicos - baseados em carbono - usados para fazer aparelhos flexíveis, já que eles são aplicados sobre bases de plástico como se fossem tinta.

Recentemente, outra equipe norte-americana conseguiu produzir o primeiro material ferroelétrico flexível, mas esta nova técnica significa que todos os materiais que vinham sendo pesquisados há mais tempo poderão igualmente ser utilizados.

Háfnio

A equipe trabalhou com o óxido de háfnio, ou háfnia, um material que tem propriedades ferroelétricas quando aplicado como um filme fino e com o qual a IBM vem trabalhando há alguns anos para criar transistores de nanotubos e chips 3D.

As películas finas de háfnia apresentaram propriedades ferroelétricas quando aplicadas por aspersão até atingirem espessuras variando de 20 nanômetros (nm) a 50 nm.

Ou seja, os protótipos da equipe representam um marco verdadeiro no campo da nanoeletrônica, com transistores orgânicos verticais muito finos, não-voláteis e que funcionam com baixas tensões.

O primeiro circuito de demonstração manteve integralmente sua funcionalidade mesmo quando dobrado até 1.000 vezes. A equipe agora pretende melhorar a confiabilidade quando o material for flexionado um número ainda maior de vezes.

Bibliografia:

Flexible Inorganic Ferroelectric Thin Films for Non-Volatile Memory Devices
Hyeonggeun Yu, Ching-Chang Chung, Nate Shewmon, Szuheng Ho, Joshua H. Carpenter, Ryan Larrabee, Tianlei Sun, Jacob L. Jones, Harald Ade, Brendan T. O Connor, Franky So
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.201700461