一種Flash型電存儲材料及其存儲器件的制備方法技術

本發明專利技術屬于電存儲器新材料與技術領域，具體涉及一種Flash型電存儲材料及其電存儲器件的制備方法。本發明專利技術所述的Flash型電存儲器件的制備過程：將芴-三苯胺共軛聚合物或者芴-三苯胺共軛聚合物與富勒烯衍生物PCBM的混合物，配置成5～15mg/mL的氯苯溶液，然后旋涂在干凈的ITO玻璃上，真空干燥，除去溶劑；最后，利用真空蒸鍍的方法將頂電極Al鍍在聚合物上。利用本發明專利技術制備的有機電存儲器件具有工藝操作簡單、成本低的特點。此外，由于本發明專利技術中電存儲材料具有電子供體基團(三苯胺)和電子受體(PCBM)，因此制備的存儲器件具有工作電壓低、開關電流比大等特點，在信息存儲領域中具有良好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電存儲器新材料與
，具體涉及一種Flash型電存儲材料及其電存儲器件的制備方法。
技術介紹
隨著信息技術的飛速發展，電子數碼產品快速更新，人們對各種電存儲器件的需求日益增長。利用傳統的無機半導體材料制備電存儲器件的技術已經非常成熟，使其在各信息領域得到充分應用。信息行業的不斷進步，使得高集成、小尺寸成為了電存儲器件發展的必然趨勢。然而，芯片的尺寸不可能無限的縮小，高集成必將面臨更多技術難題。因此，發展高性能、低成本的新型電存儲材料成為現階段的發展方向。最近，基于有機半導體材料的電子器件柔性好、易成膜、質量輕、易加工等等方面具有顯著的特點，受到研究人員的廣泛關注，并且得到了全面快速的發展。與傳統的電存儲器件(磁盤存儲器和無機半導體存儲器)相比，利用有機半導體材料制備的電存儲器件具有更加突出的有點：通過聚合物三維堆疊能力可以指數級的提高信息儲存的密度；制備電存儲器件的過程中避免了高溫、高真空的操作步驟，大大降低了工藝成本，有利于有機電存儲器件材料的推廣使用。由聚合物電存儲材料制備的存儲器件不僅具有傳統閃存的非易失性的特點，同時具有更好的加工性能和集成特性，能夠更好的滿足人們對信息儲存的需求。我們相信在不久的將來，有機電存儲材料極有可能取代傳統的無機電存儲器件材料。本專利技術中聚芴基團具有較高的載流子的遷移率，載流子沿其共軛主鏈傳輸，是很好的光電材料。在聚芴中引入給電子基團能夠提高HOMO能級，改善空穴傳輸性能。三苯胺是一種典型的空穴傳輸材料，主鏈中引入三苯胺基團有利于增強聚合物的空穴傳輸能力和熱穩定性，同時降低了從ITO陽極注入空穴的能量障礙。而甲氧基上的氧也具有給電子性，可以進一步提高三苯胺的給電子能力。此外，摻入的電子受體PCBM具有溶解性好、電子遷移率高等特性，是一種備受公認的電子受體。電場誘導下，電荷由電子給體轉移至電子受體實現關-開的轉換，從而提高了存儲器件的電存儲性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種Flash型共軛聚合物電存儲材料；提供一種用該共軛聚合物及聚合物與PCBM混合物作為活性材料的電存儲器件的制備方法。本發明涉及的Flash型芴-三苯胺共軛聚合物存儲材料具有良好的存儲性能，PCBM電子受體的加入使電存儲器件的存儲性能有了一定的提高。本專利技術所涉及的芴-三苯胺共軛聚合物是本課題組以Pd(PPh3)4作為催化劑、Na2CO3溶液作為堿源、N2作為保護氣，根據Suzuki偶聯反應機理制得的，具體步驟參照文獻[1]。[1]WenfenSu,RueitangChen,YunChen.ThermallyCrosslinkableHole-TransportingPoly(fluorene-co-triphenylamine)forMultilayerPolymerLight-EmittingDiodes.JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,2011,49,352-360.本專利技術一方面提供了一種芴-三苯胺共軛聚合物電存儲材料，其特征在于所述共軛聚合物分子結構為：其中：n為30到100的整數。優選地，分子量為20000-60000，更有選為30000-40000。進一步地，本專利技術所涉及的有機小分子型電子受體，其結構式如下：本專利技術的另一方面提供了一種芴-三苯胺共軛聚合物的電存儲器件，由襯底層(1)、陰極層(2)、有機層(3)和陽極層(4)構成，其特征在于：所述有機層由前述的聚芴類共軛聚合物構成。進一步地，所述襯底層(1)為玻璃，優選地，所述陰極層(2)為氧化銦錫(ITO)，更優選地，所述頂電極層(4)為金屬鋁。進一步地，所述芴-三苯胺共軛聚合物為傳輸空穴的P型有機半導體材料。本專利技術第三個方面提供了前述的聚芴類共軛聚合物作為電儲存器件的半導體材料的用途。本專利技術第四個方面提供了前述的電存儲器件的制備方法，其包括如下步驟：一、將切割好的包含陰極層的襯底層在有機試劑中超聲清洗，然后保存在有機試劑中，優選地，所述包含陰極層的襯底層為ITO玻璃；二、通過Suzuki反應制備芴-三苯胺共軛聚合物，將共軛聚合物或共軛聚合物與有機小分子型電子受體的混合物溶于氯苯得到濃度為3～15mg/mL的溶液，優選地氯苯溶液濃度為5～12mg/mL三、將步驟二所得溶液滴加在步驟一切割好的包含陰極層的襯底層上，通過勻膠機使其分散均勻，真空干燥除去有機試劑，得到厚度為20～100nm的聚合物薄膜，優選地，厚度為40～80nm；四、通過真空蒸鍍法將金屬電極Al附著在聚合物上層；優選地，金屬電極厚度和面積分別為200～400nm、0.25～5mm2，優選地，金屬電極厚度和面積分別為250-350nm、0.5～3mm2；最終得到Flash存儲類型的夾層結構有機電存儲器件。進一步地，步驟一中的清洗的有機溶劑為去離子水、無水乙醇、丙酮、無水乙醇、去離子水，優選地，步驟一儲存的有機溶劑為無水乙醇。本專利技術制備的存儲器件屬于典型的三明治結構，具有以下特點：共軛聚合物及PCBM在有機溶劑中溶解度高，可以方便快捷的進行旋涂成膜；工作電壓低(-0.9～-1.1V)，可用于制備低功率器件；開關電流比高(104～105)，能有效地減小信息讀入的錯誤率；此外，存儲器件的制備工藝簡單、成本低，有利于普及到實際生活應用當中。附圖說明圖1為本專利技術制得的有機電存儲器件的結構示意圖；圖2為具體實施方式七制得的有機電存儲器件的電流-電壓特征曲線；圖3為具體實施方式七制得的有機電存儲器件的開/關電流比-電壓曲線；圖4為具體實施方式八制得的有機電存儲器件的電流-電壓特征曲線；圖5為具體實施方式八制得的有機電存儲器件的開/關電流比-電壓曲線。圖6為有機小分子型電子受體的結構式。具體實施方式本專利技術技術方案不局限于以下舉例具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一：本實施方式一種基于芴-三苯胺共軛聚合物的存儲器件的制備方法按下列步驟實現：步驟一、將ITO玻璃在試劑a中超聲清洗，保存在無水乙醇中備用；步驟二、將芴-三苯胺共軛聚合物或共軛聚合物與有機小分子型電子受體的混合物溶解在氯苯中，攪拌并超聲分散(濃度為3～15mg/mL)；步驟三、通過勻膠機將聚合物溶液均勻的旋涂在ITO玻璃上，真空干燥除去溶劑；聚合物膜的厚度為20～100nm；步驟四、將具有大小分布均一孔洞本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Flash型電存儲器件，其特征在于它是由襯底層(1)、底電極層(2)、有機層(3)和頂電極層(4)構成的。

【技術特征摘要】
1.一種Flash型電存儲器件，其特征在于它是由襯底層(1)、底電極層(2)、
有機層(3)和頂電極層(4)構成的。
2.根據權利要求1所述的Flash型電存儲器件，其特征在于所述襯底層(1)
為玻璃，優選地，所述陰極層(2)為氧化銦錫(ITO)，更優選地，所述頂電極
層(4)為金屬鋁。
3.根據權利要求1、2任一項所述的一種Flash型電存儲器件，其特征在于
所述的有機層(3)為傳輸空穴的P型有機半導體材料芴-三苯胺共軛聚合物或者
芴-三苯胺共軛聚合物和有機小分子型電子受體的混合物。
4.根據權利要求3所述的芴-三苯胺共軛聚合物，其特征在于所述的芴-三苯
胺共軛聚合物結構式為：
其中：n為30到100的整數。
5.根據權利要求3或4所述的芴-三苯胺共軛聚合物，其特征在于所述有機
小分子電子受體為PCBM，結構式為：
6.根據權利要求1-5任一項所述的電存儲器件的制備方法，其包括如下步驟：
一、將切割好的包含陰極層的襯底層在有機試劑中超聲清洗，然后保存在有
機試劑中，優選地，所述包含陰極層的襯底層為ITO玻璃；
二、通過Suzuki反應制備芴-三苯胺共軛聚合物，將共軛聚合物或共軛聚合物
與有機小分子型電子受體的混合物溶于氯苯得到...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫治堯，李明霞，王淑紅，蔡莊，趙曦，虢德超，常青，白續鐸，馬東閣，
申請(專利權)人：黑龍江大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23