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Bonne lecture !

La fabrication de circuits imprimés sur des supports souples comme le papier n’est pas une nouveauté. Futura-Sciences a déjà abordé ce sujet à plusieurs reprises, notamment la technique d’impression à jet d’encre qui permet de fabriquer des circuits électriques ou encore le développement d'encres conductrices.

Des chercheurs de l’université de Taïwan viennent de réaliser une avancée des plus intéressantes dans ce domaine. Ils sont parvenus à fabriquer de la mémoire vive type RRAM en l’imprimant sur du papier standard grâce à une imprimante à jet d’encre. Dans leur article scientifique publié par l’American Chemical Society, les scientifiques expliquent que cette mémoire sur papier a pu être pliée un millier de fois sans perdre ses capacités. Couplée à des circuits électriques imprimés avec le même procédé, cette mémoire pourrait servir à fabriquer des biocapteurs médicaux comme les timbres biométriques, des accessoires connectés collés sur la peau ou encore des étiquettes électroniques. L’une des difficultés du papier est sa rugosité et sa porosité qui, lorsque l’on travaille à l’échelle microscopique, rendent difficile l’application de couches fines et régulières. C’est pourquoi l’équipe de l’université de Taïwan a opté pour de la mémoire de type RRAM dont la structure s’adapte mieux aux variations du support.

L’image au centre montre la mémoire RRAM imprimée par jet d’encre sous forme des initiales de l’université de Taiwan (NTU).
L’image à droite est une coupe transversale qui détaille la composition de la mémoire en commençant par le papier (paper),
puis l’électrode inférieure en carbone (carbon), l’isolateur fait d’une encre à base de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2)
et enfin l’électrode supérieure faite de micropoints de nanoparticules d’argent (Ag).
L’image à gauche est une vue agrandie des micropoints d’argent dont le diamètre est de 50 microns.

Un mégaoctet sur une feuille A4

La RRAM (aussi appelée ReRAM) est une nouvelle génération de mémoire non volatile basée sur des matériaux diélectriques que l’on présente comme une remplaçante potentielle des mémoires de type DRAM et Flash. Pour concevoir cette mémoire RRAM sur papier, les scientifiques ont eu recours à une combinaison de carbone, de nanoparticules d’argent et de dioxyde de titane. Ils ont commencé par déposer une dizaine de couches de pâte de carbone par sérigraphie afin de créer l’électrode inférieure. Le papier est ensuite chauffé à 100 °C pendant 10 minutes dans un four sous vide. L’encre est fabriquée en mélangeant des nanoparticules de dioxyde de titane dans de l'acétylacétone.

L’impression se fait avec une imprimante à jet d’encre qui dépose une couche sur l’électrode en carbone. Une seconde impression contenant un mélange d’eau à base de nanoparticules d’argent et d’éthylène glycol est appliquée sur l’isolateur en dioxyde de titane. Cette dernière couche sous forme de micropoints forme l’électrode supérieure. Les micropoints d’argent mesurent environ 50 microns de diamètre et sont imprimés tous les 25 microns. Actuellement, une feuille de papier format A4 peut contenir 1 Mo de mémoire. Une densité encore bien loin de ce que l’on peut obtenir sur du silicium…

Mais les chercheurs précisent qu’il existe des mécanismes à jet d’encre capables de produire des gouttes de moins d’un micron de diamètre. Ce qui permettrait de faire tenir 1 Go de mémoire sur un papier de la même dimension. Cependant, la limite physique de l’impression par jet d’encre rend peu probable une densité encore plus élevée, ce qui pose tout de même la question de la miniaturisation de ce type de mémoire. D’autant que la vitesse de lecture et d’écriture n’est pas non plus très rapide, entre 100 et 200 microsecondes. Mais les scientifiques taïwanais affirment que cela serait suffisant pour les applications envisagées.

Source : Futura Sciences du 26 juillet 2014 (http://www.futura-sciences.com/magazines/high-tech/infos/actu/d/informatique-memoire-rram-imprimee-papier-54620/)

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