[发明专利]含有端基醛基的一类有机功能材料的存储性能

说明书

本专利主要是设计一类含有端基醛基的具有电荷存储性能的有机材料，该类材料的化学结构通式为，其中n=1‑16，键合基团R=Si(OCH₃)₃,Si(OC₂H₅)₃或者SiCl₃。本发明提供该类材料形成电荷存储层的方法以及作为电荷存储层应用在非易失性有机场效应晶体管存储器中，实现电压写入、光照擦除的存储性能。

技术领域

本发明涉及含有端基醛基的一类有机功能材料的存储性能。

背景技术

不同于基于无机材料的存储器，有机存储器具有成本低、重量轻、可大面积制备等优点，其存储性能的实现是依赖于有机功能材料电荷束缚与释放。

有机场效应晶体管存储器有三个电极：栅极、源极与漏极。它具有三明治层状结构，与有机场效应晶体管的不同之处在于：有机场效应晶体管存储器中含有电荷存储层，是通过物理或化学方法在栅极介电层与有机半导体层之间引入。当在栅极上施加正向或反向电压时，载流子被限制，施加一个反向电压，载流子被释放，从而实现存储功能。

有机场效应晶体管存储器重要性能衡量参数包括：存储窗口与开关比。存储窗口是指不同存储状态下阈值电压的差值，开关比是用漏电流的比值来衡量不同的存储状态；两个性能参数值越大，存储性能越好。

界面自组装过程是一个化学键合过程，电荷存储材料通过自组装方法在衬底上形成单分子层，作为存储层内置于器件中；结合其它结构单元，构建有机场效应晶体管存储器。在本领域中需要开发具有高存储性能的有机材料及其“电写入、光擦除”的存储性能。

发明内容

本发明的特征是设计一类含有端基醛基的、具有电荷存储能力的有机功能材料，化学结构包括三部分：端基醛基、键合基团及烷基链，化学结构通式为：，其中n = 1-16；键合基团R = Si(OCH₃)₃, Si(OC₂H₅)₃或者SiCl₃。

本发明提供用于该类材料的合成方法。

上述的R为Si(OC₂H₅)₃、n为7，材料为SiAA，结构式为。

本发明提供材料SiAA在SiO₂表面自组装形成电荷存储层的方法。

本发明将电荷存储材料SiAA应用在非易失性有机场效应晶体管存储器。

附图说明

结合如下附图及详细描述将会更清楚地理解本发明的上述和其它特征及优点，其中：

图1有机场效应晶体管存储器结构示意图；沟道的长和宽分别为100 μm与2000 μm。

图2晶体管的源漏极电流随栅源极电压变化的转移特征曲线；由图可以观察到，当栅源极电压V_GS向负方向移动时，源漏极电流随着栅源极电压的增大而增大。与此相反，当栅源极电压V_GS向正方向移动时，源漏极电流会随着栅源极电压的增大而减小。

图3电压写入光照擦除模式下的存储转移曲线；电压写入光照擦除模式下，写入电压为栅源极电压-30 V时间1 s，转移曲线向负方向移动，表明空穴载流子在栅压电场作用下，从并五苯pentacene半导体层转移到SiAA电荷存储层，这是存储器的“写”操作；将发光二极管LED光源对着存储器器件的正上方照射1s后，可以观察到转移曲线几乎回到初始位置，这是存储器的“擦”操作。

具体实施方式