非易失性D-A型高分子信息存储功能材料的研究进展

随着电子工业的迅猛发展,诸如个人电脑、手机、数码相机和媒体播放器等信息技术设备已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。无论从技术角度还是从经济角度来考虑,对新型信息存储材料和器件的研发已成为电子行业急需解决的问题。由于聚合物的电子性质可以通过分子设计和合成等手段调控或剪裁,2005年国际半导体技术发展蓝图(ITRS)将聚合物存储器视为新型存储器件。与硅存储器相比,基于高分子存储材料制作的存储器具有材料结构多样、成本低、易加工、柔韧性好、可大面积制作(可通过旋涂或喷墨打印,在塑料、玻璃、互补金属氧化物半导体(CMOS)混合集成电路上面进行加工)、响应快、功耗低、高密度存储等优点,在信息存储以及高速计算领域有着非常广泛的应用前景。本文综述了高分子阻变存储器的基本概念和工作机制及近年来具有推-拉电子结构特征的高分子信息存储材料的设计、合成和器件性能的研究进展,以及存在的亟待解决的问题和未来的发展方向。

基于三苯胺和芴的D-A型高分子信息存储材料的合成及性能

设计和合成了一种高度可溶的基于三苯胺和芴的D-A型高分子信息存储材料PFTD(Poly{[4,4′-(4.4′-(9H-fluorene-9,9-diyl)bis(4,1-phenylene))bis(oxy)diphthalonitrile][triphe-nylamine][9,9-dioctyl-9H-fluorene]})。随着溶剂极性的增加,荧光强度逐渐减弱,荧光发射谱带变宽且发生红移,最大发射峰分别位于426nm(甲苯),432nm(四氢呋喃),442nm(苯腈),445nm(N,N-二甲基甲酰胺)。PFTD在THF稀溶液中的绝对荧光量子效率为47.8%,由于固体时强的荧光淬灭效应,旋涂在石英玻璃片上的薄膜绝对荧光量子效率仅为5.5%。通过电化学实验估算得到的HOMO、LUMO、能隙、离子化势和电子亲和势分别为-5.43、-2.62、2.81、5.69、2.88eV。由该聚合物制备的薄膜器件(器件结构:ITO/PFTD/Al)表现出典型的一次写入、多次读出(WORM)型记忆特性,电流开关比大于104,开启电压为-1.5V。