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„pinMOS“: Neuer Speicher funktioniert optisch und elektrisch

Forscher der TU Dresden haben einen neuen Speicher entwickelt, der aus einer Kombination einer OLED und eines Isolators besteht und optisch oder elektrische beschrieben und ausgelesen werden kann.

pinMOS-Speicher Bildquelle: © Yichu Zheng

Die neue Art von programmierbarem organischem kapazitivem Speicher ist eine Kombination aus einer OLED und einem MOS-Kondensator (MOS = Metalloxid-Halbleiter). Die „pinMOS“ genannte Speichereinheit ist ein nichtflüchtiger Memcapacitor mit hoher Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit. Das Besondere ist, dass der pinMOS in der Lage ist, mehrere Zustände zu speichern, da Ladungen schrittweise hinzugefügt oder entfernt werden können. An der Entwicklung des Speichers beteiligt sind das Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) sowie das Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed). Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Functional Materials“ veröffentlicht.

pinMOS-Speicher Bildquelle: © Yichu Zheng

Der pinMOS-Speicher im Überblick

Der diodenbasierte Speicher kann elektrisch und optisch sowohl beschrieben als auch ausgelesen werden. Aktuell wird eine Lebensdauer von mehr als 104 Schreib-Lese-Lösch-Zyklen erreicht, und die Speicherzustände können über 24 Stunden erhalten und unterschieden werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das pinMOS-Speicherprinzip als kapazitives Speichermedium für zukünftige Anwendungen in elektronischen und photonischen Schaltungen wie in neuromorphen Computern oder visuellen Speichersystemen ertüchtigt werden könnte.

Forscher des Weierstraß-Institut Berlin (WIAS) konnten durch Drift-Diffusionssimulationen zur genauen Interpretation des Funktionsmechanismus beitragen. Ein Dioden-Kondensator-Speicher wurde bereits 1952 erstmals von Arthur W. Holt auf einer ACM-Konferenz in Kanada vorgestellt, doch erst jetzt erfährt dieses Konzept durch die Verwendung organischer Halbleiter ein Revival, da alle Funktionen einer diskreten Verbindung von Dioden und Kondensator in eine einzige Speicherzelle integriert werden können.

Alle Messungen innerhalb dieser Studie wurden mit der neuartigen Labor-Messsoftware „SweepMe!“ durchgeführt. Diese wurde von einem Start-up entwickelt, welches eine Ausgründung der TU Dresden ist. Die an der TUD promovierten Physiker Axel Fischer und Felix Kaschura hatten SweepMe! 2018 als Spin-off des IAPP ausgegründet.