金屬有機(jī)雙層膜中特殊傳質(zhì)行為及PAR薄膜電特性的研究.pdf

1、該碩士論文內(nèi)容分為兩部分:第一部分為PAR有機(jī)電雙穩(wěn)薄膜阻態(tài)轉(zhuǎn)變規(guī)律的研究;第二部分為Ag/TCNQ納米雙層膜中傳質(zhì)行為的研究.1.PAR有機(jī)電雙穩(wěn)薄膜阻態(tài)轉(zhuǎn)變規(guī)律的研究有機(jī)電雙穩(wěn)材料因?yàn)樵诠怆婇_關(guān)和超高密度信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值而受到廣泛的關(guān)注.與金屬有機(jī)絡(luò)合物和全有機(jī)絡(luò)合物相比,單一有機(jī)電雙穩(wěn)材料在制備工藝與電性能方面更具有明顯優(yōu)勢(shì).然而到目前為止,關(guān)于這類材料的電雙穩(wěn)轉(zhuǎn)變規(guī)律與機(jī)制等重要問(wèn)題尚缺乏深入研究.該文選取單有機(jī)電雙

2、穩(wěn)模型材料PAR為研究對(duì)象,在得到性質(zhì)均勻薄膜的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變外電路參數(shù),對(duì)其電雙穩(wěn)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究.研究的主要成果如下:(1)采用真空蒸發(fā)的制備方法,可以得到表面平整、顆粒均勻、性能良好的PAR薄膜,其轉(zhuǎn)變電壓的分散性小于10﹪,延遲時(shí)間基本小于5μs,轉(zhuǎn)變時(shí)間在20ns左右.(2)薄膜從高阻態(tài)向低阻態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷一個(gè)短暫的中間態(tài),其阻抗是非線性的.中間態(tài)時(shí)膜上的電壓與流過(guò)的電流成冪函數(shù)關(guān)系,可用如下經(jīng)驗(yàn)公式擬合:V<,T

3、>/I=αI<'-β>,其中α=5.46,β=0.904.(3)薄膜在阻態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中存在一能量效應(yīng),即當(dāng)外加電壓超過(guò)一定值時(shí),薄膜阻態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中消耗的能量基本不變,說(shuō)明轉(zhuǎn)變是一種由能量控制的體效應(yīng).2.Ag/TCNQ納米雙層膜中傳質(zhì)行為的研究金屬與有機(jī)物復(fù)合薄膜體系在有機(jī)發(fā)光,有機(jī)薄膜上的光、電信息存貯,有機(jī)物薄膜上納米電子器件等研究領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用.因而金屬/有機(jī)物雙層膜之間的傳質(zhì)過(guò)程就成為一個(gè)非常值得關(guān)心的問(wèn)題.澄清薄膜中的傳質(zhì)規(guī)律

4、對(duì)特殊結(jié)構(gòu)膜的制備、可控納米結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及薄膜的應(yīng)用與失效分析都具有重要的科學(xué)與實(shí)際意義.該文選取電負(fù)性差別較大的兩種組元(Ag與TCNQ)制備成金屬/有機(jī)雙層膜體系,在確保其具有化學(xué)配比的基礎(chǔ)上,對(duì)不同厚度膜層在化學(xué)位梯度與自建電場(chǎng)作用下的傳質(zhì)行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析,主要結(jié)果如下:(1)采用雙源交替蒸發(fā)的方法,利用透射光譜作定標(biāo),得到化學(xué)配比良好的Ag/TCNQ雙層膜體系.(2)采用透射光譜作為表征手段,利用擴(kuò)散反

5、應(yīng)對(duì)Ag/TCNQ雙層膜的傳質(zhì)行為進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)超薄膜情況下的異常加速傳質(zhì)現(xiàn)象,并給出定量結(jié)果:厚膜情況下的傳質(zhì)常數(shù)k<,1>=5.78×10<'-17>cm<'2>/s;薄膜情況下的傳質(zhì)常數(shù)k<,2>=1.35×10<'-15>cm<'2>/s.(3)從場(chǎng)致遷移理論出發(fā)分別建立了隧穿(薄膜)與非隧穿(厚膜)條件下的金屬離子傳質(zhì)模型,圓滿地解釋了厚膜與薄膜的傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指出厚膜情況下傳質(zhì)過(guò)程符合拋物線規(guī)律;而在薄膜情況下傳質(zhì)過(guò)程基本符