共軛分子推拉電子基團(tuán)間橋鍵含氮量變化對(duì)電存儲(chǔ)器件性能影響研究.pdf

1、隨著當(dāng)今信息技術(shù)的快速發(fā)展,飛速增長(zhǎng)的高容量信息存儲(chǔ)需求和相對(duì)滯后的信息技術(shù)之間產(chǎn)生了巨大的矛盾,基于磁存儲(chǔ)和光存儲(chǔ)的存儲(chǔ)密度已經(jīng)接近物理極限,很難進(jìn)一步取得大容量信息存儲(chǔ)上的突破。因此科學(xué)家正在致力于尋找新的材料用于信息存儲(chǔ)領(lǐng)域。有機(jī)電存儲(chǔ)材料因具有易加工、低成本、低功耗、結(jié)構(gòu)豐富等優(yōu)點(diǎn),可潛在應(yīng)用于未來的信息存儲(chǔ)。本文主要研究有機(jī)共軛分子推拉電子間橋鍵的改變以及橋鍵中含氮量的變化對(duì)電存儲(chǔ)器件性能變化的影響規(guī)律,具體如下:
　　

2、(1)電子供體和受體間橋鍵改變對(duì)電存儲(chǔ)性能研究:設(shè)計(jì)合成了小分子CAPyNA和SNACA,研究電子供體咔唑和受體萘酰亞胺之間橋鍵由腙式結(jié)構(gòu)變成線性的吡啶二乙炔基對(duì)材料存儲(chǔ)性能的影響。通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)兩分子的HOMO和LUMO軌道的表面電荷密度分布呈現(xiàn)明顯的變化,這種變化推測(cè)是會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)分子呈現(xiàn)出不同的存儲(chǔ)類型的關(guān)鍵,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)也驗(yàn)證了這個(gè)事實(shí)。這說明了通過理論計(jì)算可以預(yù)測(cè)材料的性能。這種通過給受電子基團(tuán)間橋鍵的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器件性能

3、的調(diào)控,為后續(xù)電存儲(chǔ)材料的設(shè)計(jì)合成提供了新思路。
　　(2)電子供體和受體間橋鍵含氮量對(duì)電存儲(chǔ)性能的研究:設(shè)計(jì)合成了三個(gè)有機(jī)小分子CAPhNI,CAPyNI和CAPmNI,它們橋鍵中的氮原子依次為0,1和2個(gè),研究了小分子橋鍵中的氮原子含量對(duì)分子成膜性以及電存儲(chǔ)性能的影響。通過XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn),CAPyNI和CAPmNI在薄膜中的堆積優(yōu)于CAPhNI,且CAPyNI的堆積距離小于CAPmNI。通過AFM研究發(fā)現(xiàn),隨著橋鍵氮原子含量的

4、增加,分子的成膜性依次變好,薄膜表面粗糙度依次降低。通過對(duì)I–V性能的測(cè)試發(fā)現(xiàn),CAPhNI為二進(jìn)制的WORM型存儲(chǔ),而CAPyNI和CAPmNI為三進(jìn)制的WORM型存儲(chǔ),且CAPyNI的ON1態(tài)開啟電壓要比CAPmNI的ON1態(tài)開啟電壓小。以上結(jié)果表明,改變分子中橋鍵的含氮量對(duì)分子的成膜性以及電存儲(chǔ)性能有著重要的影響,這為今后改變成膜性以及獲取高性能電存儲(chǔ)性能提供了切實(shí)可行的方法。
　　(3)橋鍵中吡啶基團(tuán)對(duì)存儲(chǔ)性能作用的研究: