[发明专利]一种咔唑基低带隙共轭聚合物及其有机电存储器件的制备方法

说明书

本发明提供了一种咔唑基低带隙共轭聚合物，由氮烷基咔唑类单体、卤代苯并咪唑类单体和卤代三苯胺类单体聚合而成，并以该共轭聚合物作为活性层制备了有机电存储器件。该咔唑基低带隙共轭聚合物具有良好的分子内电荷传输性能。由其制备的有机电存储器件开关电流比高，存储密度大，功耗低，可进行多次循环读写，具备优异的三进制电存储性能，在信息存储领域中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机存储材料技术领域，具体涉及一种咔唑基低带隙共轭聚合物及其合成方法，特别涉及该聚合物作为有机层的电存储器件及其制备方法。

背景技术

随着时代的发展，信息技术已经成为我们生活的重要组成部分。例如，手机、个人电脑、传真机和媒体播放器等。随着移动设备复杂性的增加，小型化和数据存储成为重要的问题，对更高容量、更好的系统性能、更小的外形尺寸和更低成本的需求不断增长。然而，物理和经济方面的因素制约到了无机半导体存储器的发展。因此，新一代存储设备的开发显得尤为重要。

有机和高分子存储材料相比于无机硅和金属化合物材料在尺寸上易于微型化，结构上通过化学合成易于调节，引起人们很多关注。有机小分子具有成本低，结构设计的灵活性和可调节性的优点，但是由于有机小分子固有的分子间相互作用较弱，基于它们制备而成的器件通常具有热稳定性低，工作电压高以及循环稳定性较差等缺点，阻碍了它们在存储器件领域的潜在应用。因此，聚合物材料以其机械强度好、成本低、稳定性好、功耗低、化学结构可调、存储密度高等特点受到人们的广泛关注。

近年来，越来越多的研究人员在研发高分子信息存储材料和优化信息存储器件。到目前为止，已有许多聚合物被应用在有机电存储器件中，并表现良好的数据存储性能。然而，几乎所有这些基于聚合物的存储设备都局限于只有两种输出状态，不能满足指数增长数据信息的有效存储。因此，基于分子特性的多级电子存储器件的设计与开发在提高数据存储容量方面显示出了巨大的潜力。特别是具有三元电存储特性的电存储材料可以将存储密度提高到3ⁿ，是二元系统(2ⁿ)的几亿倍。但是现有的电存储器件在三进制信息存储中研究相对较少，并且现有的三进制聚合物电存储器件材料合成方法复杂，原料和制造成本高，并且，目前的三进制聚合物电存储器件能耗大，还需进一步降低开启电压，降低能耗，并且其误读率的性能有待提高。

因此，目前急需寻找一种合成方法易行、成本低廉，能够制备开启电压低，存储密度高，误读率低，可进行多次循环读写，综合性能优良的三进制电存储器件的高分子材料。

发明内容

为解决上述问题，发明人经过锐意研究发现一种咔唑基低带隙共轭聚合物，通过调整该聚合物的结构，其电学性能得到有效提高，利用该聚合物制备的电存储器件具有三进制的电存储性能，工作电压低，开关电流比高，存储密度大，制备工艺简单、成本低廉，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

1.一种咔唑基低带隙共轭聚合物，其由氮烷基咔唑类单体、卤代苯并咪唑类单体和卤代三苯胺类单体聚合而成。

2.所述咔唑基低带隙共轭聚合物通过以下方法制备得到：

步骤1、合成卤代苯并咪唑类单体；

步骤2、合成卤代三苯胺类单体；

步骤3、将氮烷基咔唑类单体、卤代苯并咪唑类单体和卤代三苯胺类单体加入到溶剂Ⅲ中，加热反应，得到聚合物反应液；

步骤4、对聚合物反应液进行后处理，得到咔唑基低带隙共轭聚合物。

3.一种咔唑基低带隙共轭聚合物，所述共轭聚合物具有以下重复单元：

其中，

R₁为含3～31个碳原子的烷基，优选为含15～19个碳原子的烷基，更优选为9-十七烷基；