新型有機(jī)電雙穩(wěn)器件的研究.pdf

1、有機(jī)電雙穩(wěn)器件是指器件在相同電壓下可以存在兩種不同的電阻態(tài)，相當(dāng)于存儲器中的“0”態(tài)和“1”態(tài)，可廣泛應(yīng)用在數(shù)字信息存儲和電路開關(guān)之中?；谟袡C(jī)材料的電子器件由于具有低成本、工藝簡單、易于大面積制作和可折疊等優(yōu)點，為信息產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)提供了新的發(fā)展方向，并有望最終替代無機(jī)材料，從而得到廣泛的關(guān)注。盡管有機(jī)電雙穩(wěn)器件的研究已經(jīng)有30多年的歷史，然而直到最近幾年才出現(xiàn)了具有良好而且穩(wěn)定的“寫-讀-擦-讀”性能的器件，使得有機(jī)電雙穩(wěn)器件向?qū)嶋H應(yīng)

2、用邁進(jìn)了一大步。其中YangY領(lǐng)導(dǎo)的科研小組創(chuàng)造性地提出的有機(jī)／金屬／有機(jī)(O／M／O)夾層作為功能層配以頂?shù)纂姌O的器件結(jié)構(gòu)更是為有機(jī)電雙穩(wěn)器件的研制開辟了新的方向。而這方面的研究國內(nèi)還比較鮮見，因此本文采用上述(M／0／M／O／M)器件結(jié)構(gòu)，摸索制備工藝，并采用本實驗室自主設(shè)計合成的分子BN4、NNCN作為有機(jī)材料制備器件，取得良好的電雙穩(wěn)性能，驗證了YangY等人的實驗結(jié)果，為有機(jī)材料的篩選和拓展做出了一定工作。 另外，目前

3、研究中公認(rèn)性能較好的有機(jī)電雙穩(wěn)材料依然是以并五苯、AIDCN等有機(jī)小分子為主，但是這些有機(jī)小分子中有許多不僅價格昂貴，而且長時間放置容易結(jié)晶或者形成分形形貌，對實際應(yīng)用不利。鑒于夾層有機(jī)薄膜的穩(wěn)定性關(guān)系到器件的實際應(yīng)用，因此制備結(jié)構(gòu)和形態(tài)穩(wěn)定的介質(zhì)薄膜來取代簡單的分子薄膜無疑是一種較好的選擇。因此本文采用真空蒸發(fā)將自主設(shè)計開發(fā)的具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子(TPR．1，TPR．3等)制作成夾層中的有機(jī)介質(zhì)薄膜，再用簡單的紫外輻照技術(shù)使其原位

4、交聯(lián)聚合，這樣既保證工藝技術(shù)的可行性又能提高薄膜結(jié)構(gòu)和形貌的穩(wěn)定性，從而開發(fā)出了真空蒸發(fā)．紫外原位聚合的制作有機(jī)電雙穩(wěn)器件的新工藝方法，并制作出性能良好的有機(jī)電雙穩(wěn)器件。此研究為本文的主要創(chuàng)新點，對有機(jī)電雙穩(wěn)器件的實用性進(jìn)行了一定的探索。 本文具體內(nèi)容可概括如下： 1、采用M／O／M／0／M器件結(jié)構(gòu)，摸索制備工藝，并利用本實驗室自主設(shè)計合成的分子BN4、NNCN作為有機(jī)材料制備器件，取得良好的電雙穩(wěn)性能，高低阻態(tài)比103

5、～105，高低阻態(tài)可分別讀出并可多次反復(fù)跳變。 2、利用AFM、FTIR、UV-VIS光譜等手段對器件膜層進(jìn)行一定的表征和分析。嘗試采用多種有機(jī)材料制備器件，對適用的有機(jī)材料進(jìn)行了篩選和拓展，并證明器件性能與有機(jī)材料具有很大的關(guān)系：采用不同膜厚制備器件，結(jié)果與YangY的實驗結(jié)果相符，并嘗試采用不同電極制備器件。 3、采用自主設(shè)計開發(fā)的具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子(TPR-1，TPR-3等)來制作夾層中的有機(jī)介質(zhì)層，再用簡單

6、的紫外輻照技術(shù)使其原位交聯(lián)聚合，開發(fā)出了真空蒸發(fā)．紫外原位聚合的器件制作新工藝，制作的器件得到良好的電雙穩(wěn)性能和穩(wěn)定性，器件可實現(xiàn)多次連續(xù)“寫．讀．擦．讀”功能，且放置數(shù)月仍性能良好。 4、利用FTIR、Raman光譜以及AFM、FIB-TEM等手段，對3中器件的有機(jī)層聚合隨時間的變化、器件中有機(jī)層和金屬納米層的形貌組成以及器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的表征和分析，驗證了YangY等人的實驗結(jié)果。并嘗試替換器件的中間金屬納米層，為拓展器件