[发明专利]一种具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机/高分子信息存储技术领域，具体提供了一种具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件及其制备方法和应用。该器件结构为经典的三明治结构，底电极是涂有ITO的玻璃基板，活性层为一种侧链为新型高分子材料PBDT‑BQTPA的薄膜，顶电极为Au。通过对该器件施加不同的电压，器件显示出反复可擦写存储性能，其电流‑电压特性曲线表现出极小的开启关闭电压，且开启关闭电压的绝对值大致相同，表现出只需调节电压方向且功耗较小的非易失性存储可重写开关性质。在制备小型化器件以及降低存储器件能量损耗方面具有优异的前景。

技术领域

本发明属于有机/高分子信息存储器件领域，涉及一种具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件及其制备方法和应用，具体涉及一种D-A型二维-共轭高分子为活性层的阻变存储器及其制备方法和在阻变存储领域的应用

背景技术

自第三次工业革命以来，计算机的发明和社交网络的盛行使得人类生成数据的速度不断提高，庞大的信息量一次又一次挑战着存储设备的极限，这激发了全世界范围内的学者们对开发高性能存储设备的兴趣。而且，随着智能电子设备的便携化，小型化，对于降低能耗的要求也越来越高。继传统的硅基材料后，有机小分子，有机高分子材料，有机/无机纳米复合材料等都已作为存储设备的电活性层被广泛研究。另一方面，二维-共轭高分子是当今最有前途的材料之一，由于其高的共轭度，特殊的平面度，超高的表面积，可调节的孔径以及易于功能化，二维-共轭高分子已广泛地用作有机场效应晶体管(OFET)的电光材料，有机光伏器件(OPV)和有机发光二极管(OLED)，引起了研究人员的广泛关注。

为此，本发明提出使用二维-共轭高分子材料用作阻变存储器件的活性层，我们设计并合成了一种D-A型二维-共轭高分子。我们选择苯并二噻吩(BDT)和具有适宜的吸电子能力的喹喔啉单元作为高分子骨架，并在BDT侧链修饰噻吩衍生物使其能形成二维-共轭结构，最后制备了高分子PBDT-BQTPA。基于Au/PBDT-BQTPA/ITO的存储器件的“开启”和“关闭”电压很低，大约为±0.3V，而且该器件具有优秀的稳定性，在轻型智能设备中将具有较好的应用前景。并且该存储器阈值电压的绝对值之差可以忽略不计，这样使得阻变存储器件在使用时，只需要改变电压的方向，不需要改变电压的大小就可以进行“写入”和“擦除”的操作。总之，本发明有望用于低功耗的存储设备中。

发明内容

本发明的目的在于提出一种由D-A型二维-共轭高分子薄膜作为活性层的非易失性可擦写存储器，即具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件。

本发明的第二个目的是提供了一种用于存储器件活性层的新型D-A型二维-共轭高分子的合成路线。

本发明的第三个目的是提供了一种由新型D-A型二维-共轭高分子薄膜材料作为活性层的非易失性可擦写存储器的制备方法。

本发明的第四个目的是提供了一种具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件在低功耗信息存储设备上的应用。

本发明的技术方案：

一种由新型D-A型二维-共轭高分子薄膜材料作为活性层的非易失性可擦写存储器，器件结构自下而上为：

1.玻璃基板衬底；

2.氧化铟锡电极(ITO)；

3.高分子PBDT-BQTPA薄膜活性层；

4.金电极。

进一步，所述具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件，具有非易失性可重写存储功能：在不同的电压下器件表现出明显的不同的电阻状态，将其定义为开启和关闭状态后可以作为二进制中的“0”和“1”来存储数据，并且在断电后仍能保存数据。

进一步优选，具备非易失性存储可重写性质的共轭高分子存储器件，其结构组成自下而上为：

(1)玻璃基板衬底；