臺日跨國合作利用有機奈米材料 開發高性能光應答記憶體元件

國立臺灣大學化學工程學系教授陳文章與日本北海道大學工學研究院教授佐藤敏文(Toshifumi Satoh)長期合作，成功利用有機奈米材料開發出高性能光應答記憶體元件，研究成果刊登於材料領域界的國際重要期刊Advanced Materials上。

現有應用的記憶體技術著重於透過微縮技術及三維堆疊方式，以因應對於其效能與儲存密度不斷增長的需求，在製程高度複雜化的情況下，逐漸產生開發技術困難和製備成本過高等問題。次世代有機光電元件具有低成本、易於大量製造、可撓曲等特性，近年來引起廣泛之研究興趣，然其於操作電壓、應答速度及長期穩定性仍有待突破。

陳文章教授長期致力於開發記憶體材料及元件，2017年首度提出光感型無機/有機複合物浮動閘極概念，開發以光作為開關的記憶體元件，對不同的光波長有可調控性，並具備複數位元儲存特性(Advanced Materials, 2017, vol.29, page 1701645)。

陳教授並與佐藤教授合作多年，共同開發有機奈米材料，應用於有機光應答記憶體元件，透過分子設計開發具共軛硬桿‒柔曲鏈段的P型及N型材料，作為電荷儲存的光感性浮動閘極，所開發的電荷儲存材料與半導體層具有相同核心共軛結構，而材料之柔曲鏈段扮演電荷阻隔(4 – 6 nm)角色，且其自組裝規整奈米結構大幅提升元件的性能再現性，因此所開發元件可於0.1伏特的極低電壓操作下，記憶開關比例最高可達105倍，其光驅動範圍更接近涵蓋全可見光譜(如下圖所示) 。

此研究成果對開發次世代有機光驅動元件的材料設計及應答機制具重要性，除2020年9月10日發表於材料領域界的國際重要期刊Advanced Materials (2020, vol. 32, Page 2002638)外，亦與北海道大學同步發布此項消息。