论文部分内容阅读
无机半导体具有快速读写能力,但是其制备成本高、存储密度低等原因限制了其发展,逐渐跟不上记忆器件发展的步伐。聚合物基阻变式记忆器件近年来得到人们越来越多的关注,极具发展潜力。本实验先将咔唑单元和苝酰亚胺单元引入到以Si-O链为主链的聚合物侧链上,成功合成了侧链仅含咔唑单元的均聚物PCzPhSi、 PCzMSi和侧链仅含苝酰亚胺单元的均聚物PDI-PDI以及二者的交替共聚物PDI-Cz-Ph和PDI-Cz-M。核磁共振(’H-NMR)结果表明上述五种聚合物被成功地制备。由五种聚合物和PCzPhSi/PDI-PDI、 PCzMSi/PDI-PDI制备的三明治结构器件A1/聚合物薄膜/ITO的I-V性质表明:器件表现为典型的闪存型(Flash)器件特性,具有很高的电流开关比(ION/OFF),低至1V的阈值电压,以及信息可擦写行为。紫外可见光吸收光谱(UV-Vis)测试结果表明五种聚合物均出现特征吸收峰,并计算出其光学能隙Egap。荧光测试结果表明交替共聚物PDI-Cz-Ph和PDI-Cz-M在薄膜与溶液状态下均表现出强烈的荧光淬灭现象,从而说明电子给体咔唑单元与电子受体苝酰亚胺单元之间确实发生了电荷转移。循环伏安法(CV)结果测得几种聚合物的HOMO和LUMO值。高斯模拟得出PDI-Cz-Ph与PDI-Cz-M只有很小的偶极距,这导致共聚物形成的CT复合物不稳定状态,当对其器件施以反向偏压,CT复合物分解,这使得器件表现出Flash型器件记忆行为。而聚硅氧烷的成膜性好、热稳定性高的特点使得其CT复合物极具应用前景。另一方面,将合成的水溶性苝酰亚胺衍生物与用Hummers法制得的氧化石墨烯(GO)不同比例共混复合。UV-Vis测试结果表明随着GO含量增加,复合物吸收峰强度出现了先增大后减小的变化规律。荧光发射测试也出现相似的规律,淬灭现象表明电荷从GO转移到PBI上。最后,将五种比例的复合物水溶液在外力诱导下擦膜取向,制备成记忆器件,I-V特性曲线表明在第一次的正向扫描过程中,导电性增强不明显,而后每次正向扫描均使得其低导态的电流降低。笔者推测电阻的增大是因为偏压使取向薄膜取向度降低。