Polymer and organic nonvolatile memory devices

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 3, 2011, Pages 341-358

  Heremans, Paul ^a,f   Gelinck, Gerwin H ^b   Müller, Robert ^a   Baeg, Kang Jun ^d   Kim, Dong Yu ^e   Noh, Yong Young ^c  

^a IMEC   (Belgium)

^b HOLST CENTRE   (Netherlands)

^c Hanbat National University   (South Korea)

^d Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)   (South Korea)

^e Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)   (South Korea)

^f Katholieke Universiteit Leuven   (Belgium)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE PARTS; CONJUGATED MATERIALS; DEVICE ARCHITECTURES; DEVICE OPERATIONS; NON-VOLATILE MEMORIES; NONVOLATILE MEMORY DEVICES; OPERATION PRINCIPLES; ORGANIC MOLECULES; ORGANIC NON-VOLATILE MEMORY DEVICES; ORGANIC NONVOLATILE MEMORIES; REPROGRAMMABLE; STATE OF THE ART; TARGET SPECIFICATIONS;

NONVOLATILE STORAGE;

SPECIFICATIONS;

EID: 79952146219     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm102006v     Document Type: Article

References (129)

1. Marsman, A. W.; Hart, C. M.; Gelinck, G. H.; Geuns, T. C. T.; De Leeuw, D. M. J. Mater. Res. 2004, 19(7), 2057.
2. Möller, S.; Perlov, G.; Jackson, W.; Taussig, C.; Forrest, S. Nature 2003, 426(6963), 166.
3. De Brito, B. C.; Smits, E. C. P.; Van Hal, P. A.; Geuns, T. C. T.; De Boer, B.; Lasance, C. J. M.; Gomes, H. L.; De Leeuw, D. M. Adv. Mater. 2008, 20(19), 3750.
4. Park, S. I.; Bae, B. J.; Yoo, D. C.; Chung, U.-I. In Nanotechnology; Waser, R., Ed.; Information Technology I; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008; Vol. 3, pp 397-418.
5. Waser, R.; Dittmann, R.; Staikov, G.; Szot, K. Adv. Mater. 2009, 21(25), 2632.
6. Yang, Y.; Ma, L.; Wu, J. MRS Bull. 2004, 29(11), 833.
7. Scott, J. C.; Bozano, L. D. Adv. Mater. 2007, 19(11), 1452.
8. Ling, Q.-D.; Liaw, D.-J.; Zhu, C.; Chan, D. S.-H.; Kang, E.-T.; Neoh, K.-G. Prog. Polym. Sci. 2008, 33(10), 917.
9. Fazzi, D.; Castiglione, C.; Negri, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12(7), 1600.
10. Tsujioka, T.; Irie, M. Photochem. Photobiol. C 2010, 11(1), 1.
11. Kuhr, W. G.; Gallo, A. R.; Manning, R. W.; Rhodine, C. W. MRS Bull. 2004, 29(11), 838.
12. Tang, W.; Shi, H.; Xu, G.; Ong, B. S.; Popovic, Z. D.; Deng, J.; Zhao, J.; Rao, G. Adv. Mater. 2005, 17(19), 2307.
13. Stewart, D. R.; Ohlberg, D. A. A.; Beck, P. A.; Chen, Y.; Williams, R. S.; Jeppesen, J. O.; Nielsen, K. A.; Stoddart, J. F. Nano Lett. 2004, 4(1), 133.
14. Bandhopadhyay, A.; Pal, A. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107(11), 2531.
15. Jakobsson, F. L. E.; Crispin, X.; Cölle, M.; Büchel, M.; De Leeuw, D. M.; Berggren, M. Org. Electron. 2007, 8(5), 559.
16. Karthäuser, S.; Lüssem, B.; Weides, M.; Alba, M.; Besmehn, A.; Oligschlaeger, R.; Waser, R. J. Appl. Phys. 2006, 100(9), 094504.
17. Ssenyange, S.; Yan, H.; McCreery, R. L. Langmuir 2006, 22(25), 10689.
18. Cölle, M.; Büchel, M.; De Leeuw, D. M. Org. Electron. 2006, 7(5), 305.
19. Yang, J. J.; Pickett, M. D.; Li, X.; Ohlberg, D. A. A.; Stewart, D. R.; Williams, R. S. Nat. Nanotechnol. 2008, 3(7), 429.
20. Yoshida, C.; Tsunoda, K.; Noshiro, H.; Sugiyama, Y. Appl. Phys. Lett. 2007, 91(22), 223510.
21. Yang, M. K.; Park, J.-W.; Ko, T. K.; Lee, J.-K. Appl. Phys. Lett. 2009, 95(4), 042105.
22. Sun, B.; Liu, L.; Xu, N.; Gao, B.; Wang, Y.; Han, D.; Liu, X.; Han, R.; Kang, J. Jpn. J. Appl. Phys. 2009, 48(4), 04C061.
23. Kozicki, M. N.; Mitkova, M. In Nanotechnology; Waser, R., Ed.; Information Technology I; Wiley-VCH: Weinheim, Germany 2009; Vol. 3, pp 485-515.
24. Tsunoda, K.; Fukuzumi, Y.; Jameson, J. R.; Wang, Z.; Griffin, P. B.; Nishi, Y. Appl. Phys. Lett. 2007, 90(11), 113501.
25. Sakamoto, T.; Lister, K.; Banno, N.; Hasegawa, T.; Terabe, K.; Aono, M. Appl. Phys. Lett. 2007, 91(9), 092110.
26. Terabe, K.; Hasegawa, T.; Liang, C.; Aono, M. Sci. Technol. Adv. Mater. 2007, 8(6), 536.
27. Sheats, J. R.; Chang, Y.-L.; Roitman, D. Ion Migration Effects in the Degradation of Polymeric Electroluminescent Devices. In Semiconducting Polymers; Hsieh, B. R., Wei, Y, Eds.; ACS Symposium Series; American Chemical Society: Washington, D. C., 1999; Vol. 735, p 144.
28. Billen, J.; Steudel, S.; Müller, R.; Genoe, J.; Heremans, P. Appl. Phys. Lett. 2007, 91(26), 263507.
29. Deleruyelle, D.; Müller, Ch.; Amouroux, J.; Müller, R. Appl. Phys. Lett. 2010, 96(26), 263504.
30. Armstrong, R. D.; Bulmer, R. S.; Dickinson, T. J. Solid State Chem. 1973, 8(3), 219.
31. Heintz, R. A.; Zhao, H.; Ouyang, X.; Grandinetti, G.; Cowen, J.; Dunbar, K. R. Inorg. Chem. 1999, 38(1), 144.
32. Weitz, R. T.; Walter, A.; Engl, R.; Sezi, R.; Dehm, C. Nano Lett. 2006, 6(12), 2810.
33. Oyamada, T.; Tanaka, H.; Matsushige, K.; Sasabe, H.; Adachi, C. Appl. Phys. Lett. 2003, 83(6), 1252.
34. Müller, R.; Krebs, C.; Goux, L.; Wouters, D. J.; Genoe, J.; Heremans, P.; Spiga, S.; Fanciulli, M. IEEE Electron Device Lett. 2009, 30(6), 620.
35. Joo, W.-J.; Choi, T.-L.; Lee, J.; Lee, S. K.; Jung, M.-S.; Kim, N.; Kim, J. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110(47), 23812.
36. Knorr, N.; Wirtz, R.; Rosselli, S.; Nelles, G. J. Phys. Chem. C 2010, 114(37), 15791.
37. Barman, S.; Deng, F.; McCreery, R. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130(33), 11073.
38. Asadi, K.; De Boer, T. G.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M. Adv. Funct. Mat. 2009, 19(19), 3173.
39. Kever, T.; Nauenheim, C.; Bottger, U.; Waser, R. Thin Solid Films 2006, 515(4), 1893.
40. Müller, R.; Rouault, O.; Katzenmeyer, A.; Goux, L.; Wouters, D. J.; Genoe, J.; Heremans, P. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2009, 367(1905), 4191.
41. Müller, R.; De Jonge, S.; Myny, K.; Wouters, D. J.; Genoe, J.; Heremans, P. Appl. Phys. Lett. 2006, 89(22), 223501.
42. Santamaría Prado, P. Ph. D. Thesis, Friedrich-Alexander- Universitat Erlangen-Nurnberg, Germany, 2006.
43. Erlbacher, T.; Jank, M. P. M.; Ryssel, H.; Frey, L.; Engl, R.; Walter, A.; Sezi, R.; Dehm, C. J. Electrochem. Soc. 2008, 155(9), H693.
44. Hovel, H. J. IBM Tech. Discl. Bull. 1971, 14(2), 356.
45. Asadi, K.; De Leeuw, D. M.; De Boer, B.; Blom, P. W. M. Nat. Mater. 2008, 7(7), 547.
46. Naber, R. C. G.; Asadi, K.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M.; De Boer, B. Adv. Mater. 2010, 22(9), 933.
47. Katz, H. E. Chem. Mater. 2004, 16(23), 4748.
48. Sze, S. M.; Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed.; John & and Sons: New York, 2007.
49. Salleo, A.; Street, R. A. Phys. Rev. B 2004, 70(23), 235324.
50. Broadhurst, M. G.; Davis, G. T.; Gross, B.; Mascarenhas, S.; Sessler, G. M.; Van Turnhout, J.; West, J. E. Topics in Applied Physics: Electrets; Springer-Verlag: Berlin, 1980; Vol. 33.
51. Sessler, G. M. J. Electrost. 2001, 51-52, 137.
52. Katz, H. E.; Hong, X. M.; Dodabalapur, A.; Sarpeshkar, R. J. Appl. Phys. 2002, 91(3), 1572.
53. Baeg, K.-J.; Noh, Y.-Y.; Ghim, J.; Kang, S.-J.; Lee, H.; Kim, D.-Y. Adv. Mater. 2006, 18(23), 3179.
54. Baeg, K.-J.; Noh, Y.-Y.; Ghim, J.; Lim, B.; Kim, D.-Y. Adv. Funct. Mater. 2008, 18(22), 3678.
55. Debucquoy, M.; Rockelé, M.; Genoe, J.; Gelinck, G. H.; Heremans, P. Org. Electron. 2009, 10(7), 1252.
56. Chua, L.-L.; Zaumseil, J.; Chang, J.-F.; Ou, E. C.-W.; Ho, P. K.-H.; Sirringhaus, H.; Friend, R. H. Nature 2005, 434(7030), 194.
57. Debucquoy, M.; Bode, D.; Genoe, J.; Gelinck, G. H.; Heremans, P. Appl. Phys. Lett. 2009, 95(10), 103311.
58. Guo, Y.; Di, C.-A.; Ye, S.; Sun, X.; Zheng, J.; Wen, Y.; Wu, W.; Yu, G.; Liu, Y. Adv. Mater. 2009, 21(19), 1954.
59. Chang, C.-C.; Pei, Z.; Chan, Y.-J. Appl. Phys. Lett. 2008, 93(14), 143302.
60. Singh, T. B.; Marjanović, N.; Matt, G. J.; Sariciftci, N. S.; Schwödiauer, R.; Bauer, S. Appl. Phys. Lett. 2004, 85(22), 5409.
61. Mukherjee, B.; Mukherjee, M. Org. Electron. 2009, 10(7), 1282.
62. Stadler, P.; Oppelt, K.; Singh, T. B.; Grote, J. G.; Schwödiauer, R.; Bauer, S.; Piglmayer-Brezina, H.; Bäuerle, D.; Sariciftci, N. S. Org. Electron. 2007, 8(6), 648.
63. Baeg, K.-J.; Noh, Y.-Y.; Sirringhaus, H.; Kim, D.-Y. Adv. Funct. Mater. 2010, 20(2), 224.
64. Kim, S.-J.; Park, Y.-S.; Lyu, S.-H.; Lee, J.-S. Appl. Phys. Lett. 2010, 96(3), 033302.
65. Tiwari, S.; Rana, F.; Hanafi, H.; Hartstein, A.; Crabbe, E. F.; Chan, K. Appl. Phys. Lett. 1996, 68(10), 1377.
66. Tsoukalas, D.; Dimitrakis, P.; Kolliopoulou, S.; Normand, P. Mater. Sci. Eng., B 2005, 124-125, 93.
67. Zhen, L.; Guan, W.; Shang, L.; Liu, M.; Liu, G. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41(13), 135111.
68. Mabrook, M. F.; Yun, Y.; Pearson, C.; Zeze, D. A.; Petty, M. C. Appl. Phys. Lett. 2009, 94(17), 173302.
69. Kim, Y.-M.; Park, Y.-S.; O'Reilly, A.; Lee, J.-S. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13(4), H134.
70. Liu, Z. C.; Xue, F. L.; Su, Y.; Lvov, Y. M.; Varahramyan, K. IEEE Trans. Nanotechnol. 2006, 5(4), 379.
71. Leong, W. L.; Mathews, N.; Mhaisalkar, S.; Lam, Y. M.; Chen, T.; Lee, P. S. J. Mater. Chem. 2009, 19(39), 7354.
72. Wu, W.; Zhang, H.; Wang, Y.; Ye, S.; Guo, Y.; Di, C.; Yu, G.; Zhu, D.; Liu, Y. Adv. Funct. Mater. 2008, 18(17), 2593.
73. Baeg, K.-J.; Kim, D.-Y.; Jung, S.-W.; Koo, J. B.; Noh, Y.-Y. Jpn. J. Appl. Phys. 2010, 49(5) 05EB01.
74. Burkhardt, M.; Jedaa, A.; Novak, M.; Ebel, A.; Voïtchovsky, K.; Stellacci, F.; Hirsch, A.; Halik, M. Adv. Mater. 2010, 22(23), 2525.
75. Sawyer, C. B.; Tower, C. W. Phys. Rev. 1930, 35(3), 269.
76. Scott, J. F. Ferroelectric Memories. In Advanced Microelectronics; Springer-Verlag: Berlin, 2000.
77. Kawai, H. Jpn. J. Appl. Phys. 1969, 8(7), 975.
78. Ferroelectric Polymers: Chemistry, Physics and Applications; Nalwa, H. S., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1995.
79. Bune, A. V.; Fridkin, V. M.; Ducharme, S.; Blinov, L. M.; Palto, S. P.; Sorokin, A. V.; Yudin, S. G.; Zlatkin, A. Nature 1998, 391(6670), 874.
80. Dawber, M.; Rabe, K. M.; Scott, J. F. Rev. Mod. Phys. 2005, 77(4), 1083.
81. Vizdrik, G.; Ducharme, S.; Fridkin, V. M.; Yudin, S. G. Phys. Rev. B 2003, 68(9), 094113.
82. Ducharme, S.; Reece, T. J.; Othon, C. M.; Rannow, R. K. IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 2005, 5(4), 720.
83. Horiuchi, S.; Tokura, Y. Nat. Mater. 2008, 7(5), 357.
84. Tuttle, B. B. A.; Voigt, J. A.; Goodnow, D. C.; Lamppa, D. L.; Headley, T. J.; Eatough, M. O.; Zender, G.; Nasby, R. D.; Rodgers, S. M. J. Am. Ceram. Soc. 1993, 76(6), 1537.
85. Salimi, A.; Yousefi, A. A. Polym. Test. 2003, 22(6), 699.
86. Scheinbeim, J.; Nakafuku, C.; Newman, B. A.; Pae, K. D. J. Appl. Phys. 1979, 50(6), 4399.
87. Lovinger, A. J. Polymer 1981, 22(3), 412.
88. Kang, S. J.; Park, Y. J.; Sung, J.; Jo, P. S.; Park, C.; Kim, K. J.; Cho, B. O. Appl. Phys. Lett. 2008, 92(1), 012921.
89. Yang, D. C.; Thomas, E. L. J. Mater. Sci. Lett. 1987, 6(5), 593.
90. Leonard, C.; Halary, J. L.; Monnerie, L. Macromolecules 1988, 21(10), 2988.
91. Furukawa, T. Phase Transitions 1989, 18 (3-4), 143.
92. Fukuma, T.; Kobayashi, K.; Horiuchi, T.; Yamada, H.; Matsushige, K. Jpn. J. Appl. Phys. 2000, 39 (6 B), 3830.
93. Urayama, K.; Tsuji, M.; Neher, D. Macromolecules 2000, 33(22), 8269.
94. Zhang, Q. M.; Xu, H.; Fang, F.; Cheng, Z.-Y.; Xia, F.; You, H. J. Appl. Phys. 2001, 89(5), 2613.
95. Xia, F.; Razavi, B.; Xu, H.; Cheng, Z.-Y.; Zhang, Q. M. J. Appl. Phys. 2002, 92(6), 3111.
96. Nakajima, T.; Abe, R.; Takahashi, K.; Furukawa, T. Jpn. J. Appl. Phys. 2005, 44(45), L1385.
97. Kim, W. Y.; Ka, D. Y.; Cho, B.; Kim, S. Y.; Lee, Y. S.; Lee, H. C. IEEE Electron. Device Lett. 2009, 30(8), 822.
98. Xia, F.; Zhang, Q. M. Appl. Phys. Lett. 2004, 85(2), 299.
99. Naber, R. C. G.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M. J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39(9), 1984.
100. Xu, H.; Zhong, J.; Liu, X.; Chen, J.; Shen, D. Appl. Phys. Lett. 2007, 90(9), 092903.
101. Fujisaki, S.; Ishiwara, H.; Fujisaki, Y. Appl. Phys. Lett. 2007, 90(16), 162902.
102. Kang, S. J.; Park, Y. J.; Bae, I.; Kim, K. J.; Kim, H.-C.; Bauer, S.; Thomas, E. L.; Park, C. Adv. Funct. Mater. 2009, 19(17), 2812.
103. Hu, Z.; Tian, M.; Nysten, B.; Jonas, A. M. Nat. Mater. 2009, 8(1), 62.
104. Zhu, G.; Zeng, Z.; Zhang, L.; Yan, X. Appl. Phys. Lett. 2006, 89(10), 102905.
105. Black, C. T.; Farrell, C.; Licata, T. L. Appl. Phys. Lett. 1997, 71(14), 2041.
106. Yamauchi, N. Jpn. J. Appl. Phys. 1986, 25(4), 590.
107. Velu, G.; Legrand, C.; Tharaud, O.; Chapoton, A.; Remiens, D.; Horowitz, G. Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 659.
108. Kodzasa, T.; Yoshida, M.; Uemura, S.; Kamata, T. Synth. Met. 2003, 137 (1-3), 943.
109. Schroeder, R.; Majewski, L. A.; Grell, M. Adv. Mater. 2004, 16(7), 633.
110. Narayanan Unni, K. N.; De Bettignies, R.; Dabos-Seignon, S.; Nunzi, J.-M. Appl. Phys. Lett. 2004, 85(10), 1823.
111. Schroeder, R.; Majewski, L. A.; Voigt, M.; Grell, M. IEEE Electron Device Lett. 2005, 26(2), 69.
112. Naber, R. C. G.; Tanase, C.; Blom, P. W. M.; Gelinck, G. H.; Marsman, A. W.; Touwslager, F. J.; Setayesh, S.; De Leeuw, D. M. Nat. Mater. 2005, 4(3), 243.
113. Gelinck, G. H.; Marsman, A. W.; Touwslager, F. J.; Setayesh, S.; De Leeuw, D. M.; Naber, R. C. G.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2005, 87(9), 092903.
114. Nguyen, C. A.; Mhaisalkar, S. G.; Ma, J.; Lee, P. S. Org. Electron. 2008, 9(6), 1087.
115. Chang, J.; Shin, C. H.; Park, Y. J.; Kang, S. J.; Jeong, H. J.; Kim, K. J.; Hawker, C. J.; Russell, T. P.; Ryu, D. Y.; Park, C. Org. Electron. 2009, 10(5), 849.
116. Naber, R. C. G.; Mulder, M.; De Boer, B.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M. Org. Electron. 2006, 7(3), 132.
117. Naber, R. C. G.; Massolt, J.; Spijkman, M.; Asadi, K.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M. Appl. Phys. Lett. 2007, 90(11), 113509.
118. Jung, S.-W.; Lee, J.-K.; Kim, Y. S.; Yoon, S.-M.; You, I.-K.; Yu, B.-G.; Noh, Y.-Y. Curr. Appl. Phys. 2010, 10(1), e58.
119. Kamiya, T.; Hosono, H. NPG Asia Mater. 2010, 2(1), 15.
120. Fortunato, E. M. C.; Barquinha, P. M. C.; Pimentel, A. C. M. B. G.; Goncalves, A. M. F.; Marques, A. J. S.; Martins, R. F. P.; Pereira, L. M. N. Appl. Phys. Lett. 2004, 83(13), 2541.
121. Nomura, K.; Ohta, H.; Takagi, A.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Hosono, H. Nature 2004, 432(7016), 488.
122. Noh, S. H.; Choi, W.; Oh, M. S.; Hwang, D. K.; Lee, K.; Im, S.; Jang, S.; Kim, E. Appl. Phys. Lett. 2007, 90(25), 253504.
123. Park, C. H.; Im, S.; Yun, J.; Lee, G. H.; Lee, B. H.; Sung, M. M. Appl. Phys. Lett. 2009, 95(22), 223506.
124. Lee, K. H.; Lee, G.; Lee, K.; Oh, M. S.; Im, S.; Yoon, S.-M. Adv. Mater. 2009, 21(42), 4287.
125. Yoon, S.-M.; Yang, S.-H.; Jung, S.-W.; Byun, C.-W.; Park, S.-H. K.; Hwang, C.-S.; Ishiwara, H. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13(5), H141.
126. Yoon, S.-M.; Yang, S.; Byun, C.; Park, S.-H. K.; Cho, D.-H.; Jung, S.-W.; Kwon, O.-S.; Hwang, C.-S. Adv. Funct. Mater. 2010, 20(6), 921.
127. Sekitani, T.; Zaitsu, K.; Noguchi, Y.; Ishibe, K.; Takamiya, M.; Sakurai, T.; Someya, T. IEEE Trans. Electron Devices 2009, 56(5), 1027.
128. McNeill, C. R.; Asadi, K.; Watts, B.; Blom, P. W. M.; De Leeuw, D. M. Small 2010, 6(4), 508.
129. Ng, T.; Russo, B.; Arias, A. C. J. Appl. Phys. 2009, 106(9), 094504.