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基于纳米材料与有机聚合物复合的电双稳存储器件由于快速响应、非破坏性读取、高存储密度和易于制备等特点备受关注。已有研究结果显示纳米材料中与表面缺陷以及量子尺寸相关的电子能级结构对器件载流子的传输过程、器件的存储机制具有重要的影响,本学位论文将两种纳米材料(四元Zn-Cu-In-S纳米晶(ZCIS NCs)和碳量子点(CDs))分别应用于电双稳器件中,在纳米材料的表面官能团、内部缺陷和能级结构表征分析的基础上,设计了纳米材料/有机聚合物的电双稳器件并表征了器件的性能,分析了电场作用下器件中载流子的运动过程和器件的存储机制。1将四元ZCIS NCs嵌入聚合物PMMA作为活性层制备了Al/ZCIS NCs embedded in the PMMA layer/ITO的一次写入多次读取电双稳器件。利用J-V曲线拟合和器件能级结构图分析认为器件由高阻态向低阻态转变的过程中,载流子传导分别满足热电子发射、缺陷主导的空间电荷限制电流以及FN隧穿机制。当器件处于低阻态,载流子传输以欧姆传导为主。四元ZCIS NCs中的大量缺陷可作为陷阱中心,俘获由电极注入的电子;而PMMA和ZCIS NCs之间高能级势垒可阻止反向电场下被俘获电子的释放,二者共同作用使器件表现出一次写入多次读取的特性,器件开关比可达到4×103,双稳态保持时间长达1×104 s。额外PMMA层预涂覆在ITO基底之后,发现有效改善了ITO与功能层的面接触电阻,降低了器件的“写入”电压和增大了低阻态电流,器件开关比增加了近50倍;PMMA嵌入层也使得电子释放的势垒厚度增加,加大了被俘获电子释放的难度,从而提高了器件的稳定性。2将采用高温热分解法制备得到的CDs夹层于两层聚合物PVP之间,制备了结构为Al/PVP/CDs/PVP/ITO/Glass的电双稳器件。C-V曲线显示了器件具有金属-绝缘体-半导体(MIS)的滞后行为。将具有良好电子传输性能的ZnO纳米晶层嵌入器件中制备了结构为Al/ZnO/PVP/CDs/PVP/ITO/Glass以及Au/PVP/CDs/PVP/ZnO/Al/Glass器件。I-V和C-V曲线对比分析认为,嵌入的ZnO纳米晶提高了电极注入电子的效率,有效中和了器件Al/ZnO/PVP/CDs/PVP/ITO/Glass中被CDs层俘获的空穴。在Au/PVP/CDs/PVP/ZnO/Al/Glass器件中,由于ZnO纳米晶层在Al上的浸润性较ITO好,电子注入效率可进一步得到提高,进而提高了器件的开关比和存储窗口。3以旋涂成膜的方法制备了结构为Al/PMMA/CDs/PEDOT:PSS/ITO电双稳器件,与未加入CDs层的器件相比具有明显的滞后行为,发现短路电流和开路电压随扫描电压增加而增加,当最大施加电压达到±15 V时,二值均达到饱和。借助分子极化理论认为PEDOT:PSS和PMMA内的电偶极子在电场作用下发生极化,形成与原电场反向的附加极化场,且随外加电场的增大极化效果增强,引发了I-V曲线特殊滞后行为。