图1. 低功耗有机软体晶体管的介电工程架构策略及新兴电子应用

  近期，尹志刚教授等人在此基础上开发出氯化锌掺杂的一类新型柔性聚电解质杂化介电薄膜材料，并用于设计和制造多级非易失性低电压柔性有机场效应晶体管（OFET）存储器。研究表明，该类存储器能在-1.5 V的低工作电压下实现0.548 V的宽记忆窗口，展现出优越的存储性能。通过调节栅极电压，该团队成功调控了新型聚电解质杂化介电薄膜中的离子迁移能力，从而赋予柔性OFET存储器出色的存储能力。存储器还能够通过编程栅极脉冲电压有效地写入数据，并依赖反向栅极脉冲电压及紫外光辐照进行数据擦除。此外，低功耗OFET存储器可被集成为柔性存储器阵列实现成像与图像处理应用。在此过程中，利用均值电流输出电路平滑成像点处的电流并成像，可以显著提高图像边缘清晰度并保留关键信息，同时减少成像图的存储空间。这一创新研究成果，展示了新型柔性聚电解质杂化介电材料及其低功耗OFET存储器在信息感知、存储与计算领域的诱人应用潜力。

柔性聚电解质杂化介电薄膜的设计和特性：

图2. 聚电解质杂化介电薄膜在不同电压作用下的元素分布状态图

多级非易失性低电压OFET存储器的设计和性能：

图3. 多级非易失性低电压OFET存储器的柔性器件结构和电学特性

图4. 多级非易失性低电压OFET存储器的静态存储特性

图5. 多级非易失性低电压OFET存储器的动态存储特性

柔性低电压OFET存储器阵列的图像处理应用：

图6. 柔性低电压OFET存储器阵列及图像处理应用

  综上所述，该团队在PAA:PEG聚电解质复合介电薄膜中率先引入氯化锌提升其离子迁移能力，并通过调节编程栅极脉冲电压实现对离子迁移效应的有效调控，从而实现多级存储特性的柔性低电压OFET存储器及存储阵列。该类非易失性存储器可在-1.5 V的低工作电压下，覆盖36.5%的扫描范围，呈现出0.548 V的宽记忆窗口；且能通过编程栅极脉冲电压有效写入数据，并通过反向栅极脉冲与紫外光辐照进行数据信息擦除。得益于该类OFET存储器的快速存储和便捷记忆特点，器件还被集成设计为柔性低电压OFET存储器阵列，实现高效的电脉冲成像和图像平滑处理应用。研究结果表明，新型聚电解质杂化介电复合材料在低功耗柔性OFET器件开发中具有良好潜力，将有效推动高性能OFET存储器在先进传感、信号处理、数据存储等领域的广泛应用。

  原文链接：

  1. Changdong Liu, Zhigang Yin*, Yuting Liu, Qingdong Zheng, Flexible polyelectrolyte hybrid dielectrics for multilevel nonvolatile low-voltage organic transistor memories. Chemical Engineering Journal, 2025, 504, 158625.

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158625

  2. Ziyang Liu, Yaoshen Zhao, Zhigang Yin*, Low-power soft transistors triggering revolutionary electronics, The Innovation, 2024, 5, 100616.

  https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100616

通讯作者简介：

  尹志刚教授简介：重庆大学教授、博士生导师。2011-2022年在中国科学院福建物质结构研究所历任研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员和博导；2018-2020年留学德国柏林洪堡大学、马普学会Fritz-Haber研究所任访问学者和访问教授。2022年底调入重庆大学电气工程学院/输配电国家重点实验室任教授、博导、PI。从事光电薄膜和器件（晶体管、传感器、太阳能电池、探测器等）、柔性电子及感存算技术、新型电工材料与装备智能化的研究，主持装发预研基金、国家自然科学基金面上项目、重庆市重大专项课题等13项，在The Innovation、Adv. Energy Mater.、Adv. Sci.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等期刊发表论文60余篇，被引5800多次。入选中科院青年创新促进会会员、重庆青年拔尖人才、福建省杰青、福建省高层次人才等，获国际先进材料协会科学家奖章、福建省自然科学奖、国际Vebleo协会会士、德国DAAD学者等荣誉。担任The Innovation Materials、Materials Today Electronics、Chip、《中国激光》等期刊学术编辑、编委或青年编委，以及中国工业合作协会新材料与能源应用专委会理事等。受邀在IEEE、IAAM、IACOP等国际国内学术会议任分会主席或主旨/邀请报告近30次，担任国家科技重大专项会评专家、中国南方电网会评专家等。

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