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A High‐Performance Optical Memory Array Based on Inhomogeneity of Organic Semiconductors
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2018-02-09 , DOI: 10.1002/adma.201706647 Ke Pei 1 , Xiaochen Ren 1 , Zhiwen Zhou 1 , Zhichao Zhang 1 , Xudong Ji 1 , Paddy Kwok Leung Chan 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2018-02-09 , DOI: 10.1002/adma.201706647 Ke Pei 1 , Xiaochen Ren 1 , Zhiwen Zhou 1 , Zhichao Zhang 1 , Xudong Ji 1 , Paddy Kwok Leung Chan 1
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Organic optical memory devices keep attracting intensive interests for diverse optoelectronic applications including optical sensors and memories. Here, flexible nonvolatile optical memory devices are developed based on the bis[1]benzothieno[2,3‐d;2′,3′‐d′]naphtho[2,3‐b;6,7‐b′]dithiophene (BBTNDT) organic field‐effect transistors with charge trapping centers induced by the inhomogeneity (nanosprouts) of the organic thin film. The devices exhibit average mobility as high as 7.7 cm2 V−1 s−1, photoresponsivity of 433 A W−1, and long retention time for more than 6 h with a current ratio larger than 106. Compared with the standard floating gate memory transistors, the BBTNDT devices can reduce the fabrication complexity, cost, and time. Based on the reasonable performance of the single device on a rigid substrate, the optical memory transistor is further scaled up to a 16 × 16 active matrix array on a flexible substrate with operating voltage less than 3 V, and it is used to map out 2D optical images. The findings reveal the potentials of utilizing [1]benzothieno[3,2‐b][1]benzothiophene (BTBT) derivatives as organic semiconductors for high‐performance optical memory transistors with a facile structure. A detailed study on the charge trapping mechanism in the derivatives of BTBT materials is also provided, which is closely related to the nanosprouts formed inside the organic active layer.
中文翻译：
基于有机半导体不均匀性的高性能光学存储阵列
有机光学存储器件一直对包括光学传感器和存储器在内的各种光电应用引起广泛的关注。在这里，基于bis [1] benzothieno [2,3- d ; 2'，3'- d' ] naphtho [2,3- b ; 6,7- b' ] dithiophene（ BBTNDT）有机场效应晶体管，其电荷陷阱中心是由有机薄膜的不均匀性（纳米芽）引起的。这些器件的平均迁移率高达7.7 cm 2 V -1 s -1，光响应度为433 AW -1，并且在电流比大于10 6的情况下保留时间长达6 h以上。。与标准的浮栅存储晶体管相比，BBTNDT器件可以降低制造复杂性，成本和时间。基于单个设备在刚性基板上的合理性能，光学存储晶体管在工作电压小于3 V的柔性基板上进一步按比例放大为16×16有源矩阵阵列，并用于绘制2D图像。光学图像。这些发现揭示了利用的电位[1]苯并噻吩并[3,2- b ] [1]苯并噻吩（BTBT）衍生物作为用于与一个浅显结构高性能的光学存储器晶体管的有机半导体。还提供了对BTBT材料衍生物中电荷俘获机理的详细研究，这与有机活性层内部形成的纳米芽密切相关。
更新日期：2018-02-09
中文翻译：
基于有机半导体不均匀性的高性能光学存储阵列
有机光学存储器件一直对包括光学传感器和存储器在内的各种光电应用引起广泛的关注。在这里，基于bis [1] benzothieno [2,3- d ; 2'，3'- d' ] naphtho [2,3- b ; 6,7- b' ] dithiophene（ BBTNDT）有机场效应晶体管，其电荷陷阱中心是由有机薄膜的不均匀性（纳米芽）引起的。这些器件的平均迁移率高达7.7 cm 2 V -1 s -1，光响应度为433 AW -1，并且在电流比大于10 6的情况下保留时间长达6 h以上。。与标准的浮栅存储晶体管相比，BBTNDT器件可以降低制造复杂性，成本和时间。基于单个设备在刚性基板上的合理性能，光学存储晶体管在工作电压小于3 V的柔性基板上进一步按比例放大为16×16有源矩阵阵列，并用于绘制2D图像。光学图像。这些发现揭示了利用的电位[1]苯并噻吩并[3,2- b ] [1]苯并噻吩（BTBT）衍生物作为用于与一个浅显结构高性能的光学存储器晶体管的有机半导体。还提供了对BTBT材料衍生物中电荷俘获机理的详细研究，这与有机活性层内部形成的纳米芽密切相关。
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