[發(fā)明專利]一種三元共聚物及其電存儲器件的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010328932.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111349217B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王淑紅;張洪巖;仲華;汪成;張營娜
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H10K85/10
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 張玉玲;范國鋒

本發(fā)明提供了一種三元共聚物，并利用三元共聚物為有機(jī)層制備電存儲器件。制備的電存儲器件開啟電壓低，開關(guān)電流比高，能夠快速響應(yīng)，可進(jìn)行多次循環(huán)讀寫，性能優(yōu)良。該三元共聚物合成方法簡單，電存儲器件制備工藝穩(wěn)定，具有三進(jìn)制電存儲性能，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，在信息存儲領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)存儲材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三元共聚物及其合成方法，特別涉及該聚合物作為有機(jī)層的電存儲器件及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子數(shù)碼產(chǎn)品快速更新，使得人們對電存儲芯片的需求日益增長。利用傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體材料制備電存儲器件的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，使其在各信息領(lǐng)域得到充分應(yīng)用。隨著移動應(yīng)用需求的增加不斷地推動了存儲技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展，人們對具有高容量、良好的系統(tǒng)性能、低能耗、更小尺寸和更低成本的存儲器的需求不斷增加。然而，大量的材料和成本因素限制了目前主流的無機(jī)半導(dǎo)體存儲器的尺寸微型化。新的記憶存儲結(jié)構(gòu)和材料的發(fā)展正迎來新的機(jī)遇。

最近，聚合物電存儲器件作為有機(jī)電子學(xué)方面的新興領(lǐng)域引起了人們的極大關(guān)注。有機(jī)電存儲器件是根據(jù)高、低電導(dǎo)率響應(yīng)變化來儲存數(shù)據(jù)的，并且表現(xiàn)出雙穩(wěn)定性。聚合物材料的特殊性能，獲得人們的極大關(guān)注。聚合物材料具有良好的加工性能、單元尺寸的可伸縮性以及可以通過分子設(shè)計和化學(xué)合成來調(diào)整材料的電學(xué)性質(zhì)，使其成為未來微納米和分子規(guī)模器存儲材料的理想材料。與硅存儲器相比，用高分子存儲材料制作的存儲器具有成本低、器件結(jié)構(gòu)簡單，易加工可塑、柔軟性好、響應(yīng)快、功耗低、三維堆積高密度存儲等優(yōu)點(diǎn)，尤其是可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大面積制作。聚合物存儲材料在信息存儲以及高速計算領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

目前，在共軛聚合物存儲材料中，對側(cè)鏈進(jìn)行功能化的共軛聚合物材料，主鏈柔性好，有利于有機(jī)層的制備和加工，但是其開啟電壓較高和開關(guān)電流比較低，致使存儲器件的工作電壓高，分辨率低。在主鏈為共軛聚合物的存儲材料往往共軛結(jié)構(gòu)太大，合成比較困難，制備方法復(fù)雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，并且由于剛性較大使其成膜困難，不利于器件的制備。例如以三苯胺為給電子的共軛聚合物溶解較為困難，增大了器件制備的難度。

基于上述問題，需要開發(fā)一種合成方法易行，可工業(yè)化的的導(dǎo)電共軛聚合物，并且由其制備的存儲器件需要具有較高的開關(guān)電流比和較低的開啟電壓。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，發(fā)明人經(jīng)過銳意研究發(fā)現(xiàn)，一種咔唑-芴-苯并咪唑三元共聚物，合成方法簡單，易加工成膜，其制備的電存儲器件具有三進(jìn)制的電存儲性能，開啟電壓低，開關(guān)電流比高，制備工藝簡單、成本低廉，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供一種三元共聚物，由鹵代咔唑類單體、鹵代苯并咪唑類單體與芴類單體聚合而成。

本發(fā)明的目的還在于提供一種咔唑-芴-苯并咪唑三元共聚物，該共軛聚合物具有以下重復(fù)單元：

其中，R₁、R₂各自獨(dú)立地為含3～31個碳原子的烷基，R₃、R₄各自獨(dú)立地為氫、烷基、芳基或雜環(huán)類基團(tuán)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種咔唑-芴-苯并咪唑三元共聚物，該共軛聚合物具有以下結(jié)構(gòu)部分：

其中，

R₁、R₂為含3～31個碳原子的烷基；

R₃、R₄為氫、烷基、芳基或雜環(huán)類基團(tuán)；

n為20至300的整數(shù)。

所述三元共聚物可通過包括以下步驟的方法制備得到：