信息时代的飞速发展,使得现有的磁存储、光存储以及半导体存储材料在线宽和存储点均已逐渐接近上限,无法满足海量存储的需要。为了满足持续发展的信息技术,亟需开发出具有超高存储密度、超快存储响应的新型存储材料。有机聚合物基存储材料因其具有柔性、成本低、易于加工、可以通过分子剪裁实现三维堆叠结构等优点从而逐渐成为近年来的研究热点。聚酰亚胺基存储材料,在分子链中同时具有电子给体和电子受体(D-A),通过施加电压后产生电荷转移从而实现宏观上的电双稳态现象。卟啉配位能力极强,可与多种金属络合并且具有独特的光电性能,可作为电子给体。三联吡啶有着丰富的配位能力及其对各种过度金属离子的高结合力,具有优异的氧化还原和光电性能。基于以上背景,本文设计合成了锌卟啉共聚酰亚胺和金属-超分子聚合物。(1)5,10-二(4-氨基苯基)-15,20-二苯基卟啉(DATPP)作为电子给体,设计并合成了一系列不同比例Zn离子含量的卟啉化聚酰亚胺,缩写为coPI-Znx(x代表卟啉化聚酰亚胺中Zn离子的比例,x=0,3,5,10,20,50)。由于磺酰基的强吸电子能力,选择了 3,3,4,4-二苯基砜四羧酸二酸酐(DSDA)作为电子受体。(2)以三联吡啶的合成出来的双三联吡啶封端三苯基(ligand)作为单体,通过络合不同的金属Mn、Fe、Ni、Cu、Zn的弱配位来形成金属-超分子聚合物M-ligand(M=Mn(Ⅱ),Fe(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ))。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表征产物的结构,利用紫外光谱仪、电化学工作站研究产物的光电性能。制备ITO/聚合物薄膜/Al的三明治存储器件,通过半导体参数仪测试器件的电流-电压曲线,其结果分别为:在聚酰亚胺体系中,Zn含量为0%时表现出非易失性的WORM性能,Zn含量为3%,5%,10%时表现出易失性的DRAM性能,Zn含量为20%,50%时,表现出易失性的SRAM性能。在金属-超分子聚合物体系中,Mn和Fe体系表现出非易失性的WORM性能,Ni体系表现出易失性的SRAM性能,Cu和Zn体系表现出非易失性的Flash性能。最后,利用分子模拟的手段对聚酰亚胺体系和金属-超分子聚合物体系进行解释,聚酰亚胺体系中,Zn离子可以在激发电子从给体到受体的路径转移过程中起到桥梁作用,通过改变Zn含量从而调节金属桥的稳定性,从而表现出不同的存储行为;金属-超分子聚合物中,分子构象的转变导致电荷转移络合物的不稳定,使其保留时间较短,从而表现出不同的存储行为。