[发明专利]四进制电存储材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电存储材料，具体涉及一种四进制电存储材料及其制备方法。

背景技术

2009年岁末3D Imax电影《阿凡达》由于其前所未有的视听效果而享誉全球，然而承载这部电影的胶片重量达到700kg之多，这也说明了现有的存储材料和存储技术已经远远落后于信息社会快速发展的步伐。目前在超高密度信息存储研究领域几乎所有的努力都集中在减小存储单元的尺寸来提高信息存储密度，当无机材料由于其自身性质无法进一步缩小尺寸时，研究者就把精力都转向具有良好加工性能的聚合物或有机材料，以期能通过进一步减小存储单元尺寸来提高信息存储密度。然而这种尺寸缩小也仅仅是从微米到纳米尺寸的改变，对存储密度的提高贡献也就在1000倍以内，从长远来看仍然满足不了超高密度信息存储的需求。这是因为现在的光存储、磁存储及基于聚合物和有机材料的电存储基本都是传统的“0”和“1”的二进制存储，如何从根本上解决信息存储密度提高的问题，阿加沃和我们课题组先后利用无机纳米线和有机材料实现了0、1、2三进制存储，突破了传统的“0”和“1”的二进制存储限制，可使单位面积内的存储密度成千万倍的增长(如同样40个存储单元，三进制存储密度将比二进制存储密度提高1千多万倍)，这就可以实现用更少的存储单元获得惊人的存储能力，将使所有需要具有存储能力的电子器件变得更加紧凑，意味着器件制造工艺会更加简单，从而真正意义上实现容量大、尺寸小、功耗低、成本低的新一代超高密度信息存储器件(参见：H.Li，Q.Xu，N.Li，R.Sun，J.Ge，J.Lu，H.Gu，F.Yan，J.Am.Chem.Soc.2010，132，5542.；Y.W.Jung，S.H.Lee，A.T.Jennings，R.Agarwal，Nano Lett.2008，8，2056.)。

如果能进一步提高材料的存储位数，器件的存储密度将会进一步得到提高。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种具有“0”、“1”、“2”、“3”四进制存储功能的电存储材料。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种四进制电存储材料，所述四进制电存储材料的化学结构通式如下所示：

式中，所述R和R^*分别选自：卤素、硝基或甲氧基中的一种；其中，R₁选自：C1～C6的烷基或苯基中的一种。

优选的技术方案中，R₁选自C1～C6的饱和烷基中的一种。

所述四进制信息存储材料属于具有不对称结构的双偶氮二苯砜类化合物。

本发明同时要求保护制备上述四进制信息存储材料的方法，包括以下步骤：

(1)在10～35℃下，对4，4’-二氨基二苯砜进行单边保护，得到化合物1，所述化合物1的化学结构式为：

(2)以N，N-二甲基甲酰胺和水为混合溶剂，在0～10℃下，进行化合物1的重氮化反应，得到化合物1的重氮盐溶液；所述化合物1的重氮盐的化学结构式为：

(3)使用步骤(2)获得的化合物1的重氮盐对进行亲电取代反应，得到化合物2，化合物2的结构式为：

(4)将步骤(3)中的化合物2脱去保护基团，得到化合物3，所述化合物3的结构式：

(5)以N，N-二甲基甲酰胺和水为混合溶剂，在0～10℃下，进行化合物3的重氮化反应，得到化合物3的重氮盐溶液；所述化合物3的重氮盐的化学结构式为：

(6)使用步骤(5)获得的化合物3的重氮盐对进行亲电取代反应，得到化合物4，所述化合物4的化学结构式为：

上述技术方案中，步骤(1)的具体步骤为：将4，4’-二氨基二苯砜和顺丁烯二酸酐(马来酸酐)溶在丙酮溶液中，搅拌4～12小时后有大量白色沉淀，过滤后用丙酮试剂洗涤，得到白色固体，即为化合物1。

上述技术方案中，步骤(2)的具体步骤为：在冰浴条件下，向化合物1、溶剂N，N-二甲基甲酰胺和酸的混合溶液缓慢滴加亚硝酸钠的冰水溶液并搅拌，待溶液澄清后过滤，得到化合物1的重氮盐水溶液，在冰浴氛围中冷却保藏；所述酸为浓硫酸(98％，w％)或氟硼酸(40％，w％)或浓盐酸(6-12mol/L)。

上述技术方案中，步骤(3)的具体步骤为：配置0.5-2mol/L的的N，N-二甲基甲酰胺溶液，控制温度在10℃以下缓慢滴加到步骤(2)中的重氮盐溶液中，反应0.5-2个小时后调节溶液的pH值至5-7，继续搅拌3-5个小时，倒入大量水中析出固体，过滤，烘干滤饼，重结晶得到化合物2。