Aus dem Forschungslabor

Duales System

An der TU Dresden haben Wissenschaftler eine neuartige Speichertechnologie namens pinMOS entwickelt, die aus der Kombination einer organischen Leuchtdiode und eines Isolators entstand. Dieses Bauelement erlaubt, die gespeicherten Informationen sowohl optisch als auch elektrisch auszulesen. Zudem lassen sich die Informationen schrittweise hinzufügen und so mehrere Speicherzustände in einem Bauelement abbilden. Als  Nebenprodukt der Forschung fiel eine innovative Messsoftware ab.
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Den Forschern des "Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials" (IAPP) sowie des "Center for Advancing Electronics Dresden" (cfaed) kam die Idee für pinMOS bereits im Jahr 2015. Laut eigener Darstellung wurde das Konzept auf einer langen Busfahrt in Brasilien von Professor Stefan Mannsfeld und Dr. Axel Fischer ersonnen. Die Kombination herkömmlicher organischer Leuchtdioden (OLEDs) mit einer Isolatorenschicht müsste – so ergab die Unterhaltung im Bus – aufgrund der spezifischen physikalischen Effekte der verwendeten Materialien eine Speichereinheit ergeben, die sowohl mit Licht als auch mit elektrischen Signalen beschrieben und ausgelesen werden kann.

Speichern und Lesen mit Licht und Strom

Ende 2019 lag das Ergebnis der aus der Idee resultierenden Forschung vor. Die Wissenschaftler rund um die Teamleiterin Yichu Zeng entwickelten eine neue Art von programmierbarem organischem kapazitivem Speicher, der eine Kombination aus einer OLED und einem MOS-Kondensator (Metalloxid-Halbleiter) ist. Die nunmehr 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.

Eine weitere attraktive Eigenschaft ist, dass dieser einfache diodenbasierte Speicher elektrisch und optisch sowohl beschrieben als auch ausgelesen werden kann. 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 zuverlässiges kapazitives Speichermedium für zukünftige Anwendungen in elektronischen und photonischen Schaltungen wie in neuromorphen Computern oder visuellen Speichersystemen

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