[發明專利]三進制電存儲材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201310497319.5
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103497176A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 路建美;李華
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C07D401/12
• 分類號: C07D401/12;C08F293/00;C08F220/36;C08F220/34;H01L51/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及一種電存儲材料，具體地涉及一種三進制電存儲材料、及其制備方法、同時還涉及一種應用該三進制電存儲材料制備的三進制數據存儲器件、及其制備方法。

背景技術

在過去幾十年，無機半導體存儲器件的存儲容量發生了明顯的增加，而且尺寸上也發生了極具的縮小。然而，在上述發展變化中也遇到一些急需解決的難題，例如在物理上平版印刷技術分辨率的限制，以及制作成本過高等問題。這些難題嚴重威脅了當前無機半導體存儲材料的發展。因此，關于替代材料的研究是十分有意義的。

目前，基于有機半導體材料，特別是基于聚合物材料的存儲器件越來越受各國科學家的關注。它們以低成本且易于大規模生產的旋涂制備工藝、柔性器件結構、三維堆積，特別是可以通過結構修飾存儲的性能等優點而被廣泛研究。存儲器件有兩個明顯的導電態，即“0”或“OFF”態，以及“1”或“ON”態，從而實現存儲數據。

隨著信息技術爆炸的發展，通過進一步研究表明，超高電信息存儲的存儲密度可達到10¹²bit/cm²以上，此時對應信息點的直徑在10nm以下，與市場一般存儲密度10⁶bit/cm²的器件相比，其存儲能力是驚人的。

有鑒于此，有必要提供一種具有超高電信息存儲密度的電存儲材料。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種三進制電存儲材料，同時還提供了該三進制電存儲材料的制備方法及應用。

為了實現上述目的之一，本發明的一種三進制電存儲材料，其化學結構通式為：

其中，x為5～9；y為1～5；數均分子量為11000～13000，分子量分布為1.4～1.6，R為-Br、或-H、或-NO₂、或-N(CH₂CH₃)₂。

作為本發明的進一步改進，所述三進制電存儲材料為無規共聚物、或嵌段共聚物。

為實現上述另一發明目的，本發明的一種制備上述三進制電存儲材料的方法，其包括如下步驟：

將咔唑進行烷基化，然后與甲基丙烯酰氯反應，形成第一單體，將萘酐或經過修飾的萘酐進行烷基化，然后與甲基丙烯酰氯反應，形成第二單體；

在保護氣體的保護下，將第一單體、第二單體、以及引發劑按照摩爾比1:1:0.01～1:0.1:0.01與環己酮加入到試管中進行反應，反應結束后，將反應液倒入甲醇溶液中沉淀出產物，過濾并烘干獲得最終產物。

為實現上述另一發明目的，本發明的一種制備上述三進制電存儲材料的方法，其包括如下步驟：

將咔唑進行烷基化，然后與甲基丙烯酰氯反應，形成第一單體，將萘酐或經過修飾的萘酐進行烷基化，然后與甲基丙烯酰氯反應，形成第二單體；

在保護氣體的保護下，將第一單體、RAFT試劑、引發劑、和3ml的環己酮加入到試管中進行反應，反應結束后，將反應液倒入甲醇溶液中沉淀出產物，過濾并烘干，然后將過濾烘干后的中間產物、第二單體、引發劑、以及環己酮加入到另一試管中進行反應，反應結束后，將反應液倒入甲醇溶液中沉淀出產物，過濾并烘干獲得最終產物。

為實現上述再一發明目的，本發明的一種采用上述三進制電存儲材料制得的三進制數據存儲器件，所述三進制數據存儲器件包括底電極和頂電極，所述三級制數據存儲器件還包括聚合物薄膜層，所述聚合物薄膜層位于所述底電極和頂電極之間，所述底電極、聚合物薄膜層、頂電極呈層狀形式排列，所述聚合物薄膜層的材質為通式為（I）的三進制電存儲材料。

作為本發明的進一步改進，所述底電極的厚度為10～300nm，所述聚合物薄膜層的厚度為20～150nm，所述頂電極的厚度為20-300nm。

作為本發明的進一步改進，所述底電極的材料選自：ITO導電玻璃、可蒸鍍金屬或導電聚合物；其中，所述可蒸鍍金屬為：金、或鉑、或銀、或鋁、或銅；所述導電聚合物為：聚噻吩、或聚苯胺。

作為本發明的進一步改進，所述頂電極的材料選自：可蒸鍍金屬、或金屬氧化物；其中，所述可蒸鍍金屬為：金、或鉑、或鋁、或銅；所述金屬氧化物為氧化銦錫。

本發明還提供一種應用上述三進制電存儲材料制備三進制數據存儲器件的方法，其包括以下步驟：在底電極上將所述三進制電存儲材料旋涂成膜，形成一層20～150nm活性層；再在三進制電存儲材料上真空沉積一層頂電極，制成“底電極/三進制電存儲材料/頂電極”的層狀結構器件。