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与传统的基于无机材料的存储器相比,有机场效应晶体管(OFET)存储器具有成本低、柔韧性高、溶液加工性能好和低温处理等优点。其中,浮栅型OFET存储器具有离散分布和数量可控的电荷俘获位点,有利于调控存储性能和实现高稳定和大容量的存储特性,受到了研究人员的广泛关注。常见的浮栅结构由纳米颗粒或小分子材料组成,如由金属纳米颗粒、C60、PCBM等组成的纳米浮栅和由TIPS-Pentacene和WG3等小分子材料组成的分子浮栅。然而,浮栅层是一个混合系统,往往需要链堆积松散的低介电聚合物材料作为掺杂基质,或需要精细的制备工艺,不利于实现高性能和低成本的浮栅型OFET存储器。与聚合物相比,小分子材料具有确定的分子和电子结构,有望通过分子设计制备高性能分子浮栅型OFET存储器。其中,格基小分子材料是一类新型有机宽带隙半导体材料,结构简单、纯度高并且易于溶于有机溶剂,结合了聚合物驻极体的溶液加工优势以及纳米材料的分立俘获位点特性。基于此,本论文设计了基于格基小分子的分子浮栅型OFET存储器,从材料选择、制备工艺和器件应用等方面研究,实现了高稳定的格基小分子双浮栅多进制存储器,并进行了信息传输加密的模拟。主要研究成果如下:(1)通过溶液法制备了基于格基四元环(PT-bifluorene ring[4])的分子浮栅型OFET存储器。格基小分子四元环是一种新型宽带隙半导体,通过溶液法获得的薄膜具有光滑且均匀的表面形貌。器件表现出较稳定的存储性能,写入速度达到20 ms,在空穴写入模式下,器件在104s后存储开关比超过105。研究结果证明了格基小分子电荷俘获材料是实现高性能OFET存储器的有效方案。(2)提出了采用溶液加工方式制备高性能的双极性俘获分子双浮栅OFET存储器。四元环除了隔离C60纳米颗粒的聚集以形成高质量的混合薄膜外,还可以用作电荷俘获位点以增强存储性能。基于格基分子双浮栅的新型非易失性OFET存储器实现了高性能和稳定的存储特性,存储窗口约70 V,开关比超过105,器件在空穴和电子写入模式下均保持稳定,存储开关比在104 s后分别超过106和105。该研究结果为实现高性能和低成本的双极性俘获OFET存储器提供了有效的解决方案。(3)基于格基小分子的双分子浮栅OFET存储器通过光电联调可实现8阶存储特性。通过对字节的ASCII码重新定义和表示,单个字节可实现48种表示方式,成功实现了信息编码功能。显著提高了信息安全。该研究成果为信息加密方式提供了新的解决方案,拓展了基于格基多阶存储器的应用方向。