新型憶阻器：完全由噴墨打印，將帶來(lái)柔性存儲器！
現狀分析
存儲領(lǐng)域，很多人都并不陌生，說(shuō)起優(yōu)盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、內存條等存儲設備，每個(gè)人日常工作和生活都會(huì )經(jīng)常接觸。
近些年來(lái)，存儲領(lǐng)域的創(chuàng )新很多，我之前就介紹過(guò)不少，例如相變存儲器、可重寫(xiě)的磁荷冰、太赫茲輻射技術(shù)，鐵鈷合金材料等等，這些創(chuàng )新共同之處都在于使用新材料或者新技術(shù)，大幅提升存儲器件的容量和速度。
雖然取得了不少進(jìn)展，但是目前的存儲設備還是難以擺脫「生產(chǎn)工藝復雜」、「成本高」、另外和其它電子產(chǎn)品一樣的具有「僵硬」的形象。
創(chuàng )新探索
針對上述問(wèn)題，美國杜克大學(xué)的科研人員在這方面進(jìn)行了探索，他們單單利用了「氣溶膠噴射打印機」和「納米油墨」，就發(fā)明了一種新型「納米油墨」“噴涂”式的數字存儲設備，讓我們離低成本、柔性的存儲設備的未來(lái)又更近了一步。
杜克大學(xué)的研究生 Matthew Catenacci 在《電子材料》雜志上于3月27日發(fā)表了一篇論文，描述了該設備。他評論說(shuō)：
“我們已經(jīng)擁有了所有參數，讓這項成果能夠應用于現實(shí)，并且我們已經(jīng)使用LED進(jìn)行了小演示�！�
關(guān)鍵技術(shù)
材料
該設備核心是郵票一般大小、基于「新型銅納米線(xiàn)」的可印刷的材料。這種新材料是由涂有二氧化硅的銅納米線(xiàn)制成，包裹于聚合物基體中，它用于存儲數字信息。
噴墨打印制造
雖然該設備有點(diǎn)類(lèi)似于四比特的閃存盤(pán)，但是它是首個(gè)「完全由打印而成的」數字存儲器。與硅材料不一樣，這種納米線(xiàn)以及聚合物可溶于甲醇，形成一種液體，然后再通過(guò)打印機的噴嘴噴出，進(jìn)行噴墨打印。
對此，論文的作者之一、杜克大學(xué)化學(xué)系的副教授 Benjamin Wiley 說(shuō)：
“我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種方案，讓整個(gè)設備用溶液打印形成，你可以將它應用于塑料、RFID標簽、彎曲和柔性的基底，或者不能承受高溫的基底�！�
柔性
由于它能夠在相對低溫的條件下，利用噴墨印刷進(jìn)行制造。所以，它可以在可彎曲的材料例如紙張、塑料或者纖維上，制造出可編程的柔性電子設備，應用于境傳感器或者RFID標簽等產(chǎn)品。
憶阻器
大多數的閃存盤(pán)以一些列的硅晶體管的形式編碼信息，例如它們在帶電的狀態(tài)時(shí)代表“1”，當在不帶電的狀態(tài)時(shí)代表“0”。
而這種設備信息存儲的方式，并不是依靠電荷的狀態(tài)，而是依靠電阻的狀態(tài)。對它施加一個(gè)小電壓，它可以在高阻值狀態(tài)（阻止電流流過(guò)）和低阻值狀態(tài)（允許電流流過(guò)）之間切換。
這也正是我多次介紹過(guò)的「憶阻器」的概念，鑒于之前介紹過(guò)多次。這里就不反復介紹了，具體大家可以參考我之前的相關(guān)文章。
制造過(guò)程
根據研究人員的介紹，我簡(jiǎn)單梳理一下設備的制造過(guò)程：
首先，使用一種市場(chǎng)上可買(mǎi)到的金納米油墨，在載玻片上打印出一些列的金電極，然后在金電極周?chē)蛴°~納米線(xiàn)存儲材料，最后再打印一系列的銅電極。
實(shí)驗演示
科研人員首先將設備連接于具有4個(gè)LED燈的電路板上，4個(gè)燈代表4個(gè)比特位，可以編程出16個(gè)不同狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)由燈的不同開(kāi)關(guān)組合來(lái)代表，也許現實(shí)世界中這些狀態(tài)，可以通過(guò)編程變?yōu)閿底�、字母或者其它顯示符號。
創(chuàng )新價(jià)值
盡管這些年來(lái)，不少的研究小組都設計出了類(lèi)似的可印刷的存儲設備，但是這個(gè)創(chuàng )新發(fā)明首次結合了一些列關(guān)鍵特定，使得它可以進(jìn)行實(shí)際應用。
它的讀取速度，或者說(shuō)是狀態(tài)之間的切換速度，差不多是3微秒，堪比閃存的速度。測試顯示寫(xiě)入的信息可以保存達10年之久，而且材料可以被復發(fā)寫(xiě)入多次，而不會(huì )退化。
應用領(lǐng)域
Wiley 說(shuō)：
“例如，目前RFID標簽會(huì )編碼特定的生產(chǎn)編號，特別地會(huì )用于記錄庫存。但是人們也逐漸想要存儲產(chǎn)品能夠感知到環(huán)境信息，例如藥物是否經(jīng)常在高溫條件下存儲？有一種方式就是用更加智能化的RFID標簽，感知環(huán)境并且按時(shí)記錄狀態(tài)�！�
未來(lái)，如果這項技術(shù)得以大規模商用，那么也許會(huì )使得存儲設備變得無(wú)處不在，甚至包括我們的生活用品、藥瓶、甚至衣服，都會(huì )變成存儲器件。
但是，這種柔性設備并不是用來(lái)存儲數字照片或者音樂(lè )等文件，因為它們的存儲容量相對較小。我想，他們適用應該是以低成本和柔性為關(guān)鍵考量的領(lǐng)域。
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