本發(fā)明屬于有機信息存儲材料領(lǐng)域,具體涉及一種信息存儲性能可調(diào)的可溶性含脂肪鏈結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺。
背景技術(shù):
21世紀是信息科技的時代,信息的爆炸式增長使得電子器件向微型化和高密度化發(fā)展。信息存儲元件的尺寸逐漸從微米級過渡到納米級?,F(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的半導體材料在器件的線寬和存儲點的大小上均已達到其應(yīng)用的極限。因此,如何研發(fā)新型的可用于超高密度信息存儲領(lǐng)域的材料以及如何制備具有超高密度和超快響應(yīng)速度的信息存儲器件成為亟待人們解決的關(guān)鍵問題。
有機/聚合物基信息存儲材料因其價廉、易于加工、可通過三維堆積實現(xiàn)超高存儲密度、柔性存儲以及存儲性能可調(diào)可控等優(yōu)點而在眾多材料中脫穎而出,引起研究人員的廣泛關(guān)注。研究人員通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)能夠制備出具有不同存儲類型的聚合物基存儲材料。這些材料同時具有優(yōu)異的加工性能,有利于存儲器件的制備。不僅如此,與傳統(tǒng)的磁、光和半導體存儲材料相比,聚合物存儲材料還具有柔性和可隨意裁剪的特點,可滿足當下人們對于柔性存儲的需求。在眾多聚合物基存儲材料中,聚酰亞胺因其突出的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的化學和尺寸穩(wěn)定性,可以保證信息存儲的長期穩(wěn)定性。同時,聚酰亞胺以二胺和二酐作為結(jié)構(gòu)單元,分子鏈中具有電子給體性能的二胺和具有電子受體功能的二酐能夠在外電場作用下實現(xiàn)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移,從而可以將存儲點尺寸縮小到納米級別,極大提高信息存儲的密度。以上優(yōu)點使得聚酰亞胺成為高密度快速信息存儲材料領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,有望在新一代柔性信息存儲材料中獲得重要應(yīng)用。
前期對于聚酰亞胺存儲材料的研究多停留在設(shè)計電子給體-受體結(jié)構(gòu)或向聚酰亞胺中摻雜金屬粒子、C60、碳納米管等方面,都存在研究的局限性。研究初期,研究人員多是設(shè)計合成不同結(jié)構(gòu)的聚合物單體然后制備聚酰亞胺材料。這種研究方法的局限性在于可用于分子設(shè)計的電子給體較少,主要包括三苯胺、咔唑、噻吩、卟啉、二茂鐵等,并且合成路線較為復(fù)雜,難度較大,合成出來的聚酰亞胺的溶解性較差,不利于存儲器件的制備,這些都限制了其在批量重復(fù)生產(chǎn)方面的應(yīng)用。而摻雜型聚酰亞胺信息存儲材料,其中摻雜的導電粒子在制備過程中容易發(fā)生團聚,與聚酰亞胺基體發(fā)生相分離,對制備條件和工藝的要求較高,不利于批量生產(chǎn)。
經(jīng)熱亞胺化制備的聚酰亞胺不溶不熔,難以加工。因而,在本發(fā)明中,我們采用化學亞胺化的方法,并在聚酰亞胺分子鏈中引入了六氟異丙基、砜基等基團以及脂肪鏈結(jié)構(gòu),來提高聚酰亞胺的溶解性,改善其加工性能,以利于存儲器件的制備。本發(fā)明設(shè)計合成了具有電子給體性質(zhì)的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)的二胺,并將其與具有電子受體性質(zhì)的二元酸酐,如4,4’-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)、3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸二酐(DSDA)和1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NTDA)聚合,制備出了可溶性含脂肪鏈聚酰亞胺。該種聚酰亞胺存儲材料表現(xiàn)出優(yōu)異的信息存儲性能,響應(yīng)時間和平衡時間極短,并且具有長時間信息讀取穩(wěn)定性。更重要的是,當聚酰亞胺中含脂肪鏈的長度不同,或者縮聚過程中所用二酐種類不同時,均可以表現(xiàn)出不同的的信息存儲性能。本發(fā)明中合成的同時含電子給體咔唑和脂肪鏈結(jié)構(gòu)的二胺以及存儲性能可調(diào)的含脂肪鏈聚酰亞胺尚未見報道。該材料在新型有機/聚合物基信息存儲材料領(lǐng)域顯示出了極高的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種信息存儲性能可調(diào)的可溶性含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺。首先合成了同時含電子給體咔唑和脂肪鏈結(jié)構(gòu)的二胺,然后將其與二元酸酐縮聚,制備了含脂肪鏈結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺。該聚酰亞胺具有電雙穩(wěn)態(tài)特性,可用作信息存儲材料。而且,當聚酰亞胺中含脂肪鏈的長度不同,或者縮聚中所用二酐種類不同時,均可實現(xiàn)不同的信息存儲行為,從而可對材料的信息存儲性能進行調(diào)控。同時,脂肪鏈結(jié)構(gòu)的引入使得聚酰亞胺在常用極性溶劑(如N,N-二甲基甲酰胺(DMF),N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP))中的溶解度得到提高,有利于通過旋涂等簡單的操作來制備信息存儲器件。
本發(fā)明所合成的可溶性含脂肪鏈聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)如下:
式(I)所示的聚酰亞胺是由含脂肪鏈二胺和二元酸酐縮合聚合得到;其中,二胺為:N,N-二(4-氨基苯基)-2-咔唑基乙基胺(DATP2Cz)和N,N-二(4-氨基苯基)-6-咔唑基己基胺(DATP6Cz);二元酸酐為4,4’-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)、3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸二酐(DSDA)和1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NTDA)。
本發(fā)明中的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)二胺和可溶性含脂肪鏈聚酰亞胺的合成方法及信息存儲器件的制備過程如下:
(1)含脂肪鏈結(jié)構(gòu)二胺的合成:
氮氣氛圍保護下,將2-咔唑基乙基胺(或6-咔唑基己基胺),對硝基氟苯,碳酸鉀,二甲基亞砜混合,加熱至150℃,磁力攪拌48小時后將反應(yīng)體系倒入甲醇中得到暗黃色沉淀,用去離子水和冰甲醇多次洗滌所得固體后真空烘箱干燥即可得到暗黃色粉末。取該粉末溶于乙醇中,氮氣氛圍保護下加熱至回流,用鈀碳/水合肼或氯化亞錫/鹽酸還原12~24小時,趁熱過濾溶液,旋蒸后得到暗黃色固體粉末,即為DATP2Cz(或DATP6Cz)。
(2)可溶性含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的合成
將(1)中合成的二胺單體和二酐單體按摩爾比1:1溶于高沸點極性溶劑,氮氣氣氛下20~50℃攪拌2~4小時,加入脫水劑后升溫至90℃~190℃繼續(xù)反應(yīng)12~24小時,停止反應(yīng),待體系冷卻后將溶液倒入甲醇中得到暗黃色沉淀,并反復(fù)用甲醇洗滌所得溶液,過濾后真空烘箱干燥,得到目標聚酰亞胺;
含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的合成過程如下式(II)所示:
本步驟中所采用的二胺單體具體為:DATP2Cz和DATP6Cz;本步驟中所采用的二酐單體具體為6FDA、DSDA和NTDA;本步驟中所采用的高沸點極性溶劑具體為:DMF、DMAc和NMP;本步驟中所采用的脫水劑具體為異喹啉和乙酸酐/吡啶。
(3)基于含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的存儲器件的制備
將(2)中制備的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺溶解于有機溶劑中,制備成15~25mg/ml的溶液,以旋轉(zhuǎn)涂膜的方式涂覆于底電極基片上,真空干燥5h除去溶劑后,采用真空蒸鍍或者離子濺射的方式在聚酰亞胺層上制備頂電極;通過掩膜板控制頂電極形狀;該步驟中采用的有機溶劑為DMF和DMAc,所采用的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為金或鋁。
與現(xiàn)有聚酰亞胺基信息存儲材料相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明所合成的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺是一類新型的聚合物基信息存儲材料,具有突出的電雙穩(wěn)信息存儲性能,響應(yīng)速度快,平衡時間短,存儲性能穩(wěn)定。
2)本發(fā)明所合成的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺,可以通過在聚酰亞胺主鏈和咔唑側(cè)基間連接不同長度的脂肪鏈,或者采用不同的二酐進行縮聚來實現(xiàn)對信息存儲行為的控制,為聚酰亞胺信息存儲材料的性能調(diào)控提供了新的方法。
3)本發(fā)明所合成的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺在常用極性溶劑,如DMF、DMAc和NMP中溶解性良好,可解決當前電活性聚酰亞胺材料難以加工的問題。
4)本發(fā)明中的含脂肪鏈結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的合成方法簡便易行,產(chǎn)率高,器件制備方法簡單,效率高,利于批量制備。
附圖說明
圖1.實施例1中制備的DATP2Cz的紅外譜圖
圖2.實施例1中制備的DATP2Cz的氫核磁譜圖
圖3.實施例2中制備的DATP6Cz的紅外譜圖
圖4.實施例2中制備的DATP6Cz的氫核磁譜圖
圖5.實施例3中制備的DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖6.實施例3中制備的DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的氫核磁譜圖
圖7.實施例4中制備的DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖8.實施例4中制備的DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺的氫核磁譜圖
圖9.實施例5中制備的DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖10.實施例6中制備的DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖11.實施例6中制備的DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺的氫核磁譜圖
圖12.實施例7中制備的DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖13.實施例7中制備的DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺的氫核磁譜圖
圖14.實施例8中制備的DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺的紅外譜圖
圖15.實施例8中制備的DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺的氫核磁譜圖
圖16.實施例9中存儲器件的電流-電壓曲線
圖17.實施例10中存儲器件的電流-電壓曲線
圖18.實施例11中存儲器件的電流-電壓曲線
圖19.實施例12中存儲器件的電流-電壓曲線
圖20.實施例13中存儲器件的電流-電壓曲線
圖21.實施例14中存儲器件的電流-電壓曲線
具體實施例
實施例1
DATP2Cz的制備:
氮氣氛圍保護下,在100ml三口燒瓶中加入2-咔唑基乙基胺2.1027g(10mmol),對硝基氟苯3.2453g(23mmol),碳酸鉀3.45g,二甲基亞砜30ml,將體系密封后開啟磁力攪拌和加熱,溫度設(shè)置為145℃。磁力攪拌48小時后停止攪拌和加熱。將三口瓶中溶液倒入冰甲醇中得到暗黃色固體,并先后用去離子水和冰甲醇多次洗滌所得固體,過濾后將固體在真空烘箱中干燥12h,得到一種暗黃色粉末。取該暗黃色粉末2.2623g加入100ml三口瓶中,然后先后加入0.5315g鈀碳催化劑和50ml乙醇,開啟磁力攪拌和加熱,溫度設(shè)置為90℃,待乙醇開始回流時,采用分液漏斗以10秒每滴的速率滴加水合肼20ml。反應(yīng)24h后停止攪拌和加熱,將燒瓶中混合體系趁熱過濾,取所得濾液旋蒸,得到黃棕色固體粉末,即為N,N-二(4-氨基苯基)-2-咔唑基乙基胺,即DATP2Cz。
紅外(KBr壓片):3374cm-1(N-H伸縮振動峰),2922cm-1(乙基上C-H伸縮振動峰);
實施例2
DATP6Cz的制備:
氮氣氛圍保護下,在100ml三口燒瓶中加入6-咔唑基己基胺2.6638g(10mmol),對硝基氟苯3.2453g(23mmol),碳酸鉀3.44g,二甲基亞砜30ml,將體系密封后開啟磁力攪拌和加熱,溫度設(shè)置為145℃。磁力攪拌48小時后停止攪拌和加熱。將三口瓶中溶液倒入冰甲醇中得到暗黃色固體,并先后用去離子水和冰甲醇多次洗滌所得固體,過濾后將固體在真空烘箱中干燥12h,得到一種暗黃色粉末。取該暗黃色粉末2.0343g加入100ml三口瓶中,然后先后加入0.4260g鈀碳催化劑和40ml乙醇,開啟磁力攪拌和加熱,溫度設(shè)置為90℃,待乙醇開始回流時,采用分液漏斗以10秒每滴的速率滴加水合肼16ml。反應(yīng)24h后停止攪拌和加熱,將燒瓶中混合體系趁熱過濾,取所得濾液旋蒸,得到黃棕色固體粉末,即為N,N-二(4-氨基苯基)-6-咔唑基己基胺,即DATP6Cz。
紅外(KBr壓片):3360cm-1(N-H伸縮振動峰),2929cm-1(己基上C-H伸縮振動峰);
實施例3
DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP2Cz 0.3925g、6FDA 0.4442g以及間甲酚7.3ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為30℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1780cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1725cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1371cm-1(C-N伸縮振動峰),750cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例4
DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP2Cz 0.3925g、DSDA 0.3583g以及間甲酚6.6ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為30℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1780cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1725cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1372cm-1(C-N伸縮振動峰),750cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例5
DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP2Cz 0.3925g、NTDA 0.2682g以及間甲酚5.8ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為50℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1715cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1675cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1340cm-1(C-N伸縮振動峰),750cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例6
DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP6Cz 0.4486g、6FDA 0.4443g以及間甲酚7.8ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為30℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1783cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1724cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1374cm-1(C-N伸縮振動峰),724cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例7
DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP6Cz 0.4486g、DSDA 0.3583g以及間甲酚7.1ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為30℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1784cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1725cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1374cm-1(C-N伸縮振動峰),725cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例8
DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺的制備:
氮氣氣氛保護下,向25ml三口燒瓶中加入DATP6Cz 0.4486g、NTDA 0.2682g以及間甲酚6.3ml(固含量約為10%),油浴溫度設(shè)置為50℃,開啟磁力攪拌和加熱。反應(yīng)4個小時后,在氮氣氣氛保護下,向該三口燒瓶中加入異喹啉1ml,溫度設(shè)置為190℃,繼續(xù)反應(yīng)12個小時后停止加熱和攪拌。將燒瓶中的溶液倒入冰甲醇中,有黃色沉淀產(chǎn)生,過濾,用甲醇浸泡所得沉淀24小時后再過濾,真空干燥12小時候即可得到DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺。
紅外(KBr壓片):1715cm-1(C=O不對稱伸縮振動峰),1675cm-1(C=O對稱伸縮振動峰),1343cm-1(C-N伸縮振動峰),750cm-1(C-N-C伸縮振動峰)。
實施例9
基于DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到4V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在2.2V處迅速跳變至高導態(tài)。該器件在之后的0到4V的正向掃描以及0到-4V的負向掃描過程中均能夠保持在高導態(tài)。分別用1V和3V的電壓去持續(xù)讀取該存儲器件,結(jié)果表明器件能夠分別長時間穩(wěn)定的維持其低導態(tài)和高導態(tài)。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP2Cz-6FDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出非易失性的一次寫入,多次讀取(WORM)的存儲特性。
實施例10
基于DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到4V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在3.6V處迅速跳變至高導態(tài)。該器件在之后的0到4V的正向掃描以及0到-4V的負向掃描過程中均能夠保持在高導態(tài)。分別用1V和4V的電壓去持續(xù)讀取該存儲器件,結(jié)果表明器件能夠分別長時間穩(wěn)定的維持其低導態(tài)和高導態(tài)。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP2Cz-DSDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出非易失性的一次寫入,多次讀取(WORM)的存儲特性。
實施例11
基于DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到4V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在3.4V處迅速跳變至高導態(tài)。2s之后繼續(xù)對該器件從0到-4V的負向電壓掃描,電流先處于低電導態(tài),在-2.1V處迅速跳變至高導態(tài)。繼續(xù)對此器件分別施加正向和負向的電壓掃描,器件能夠重復(fù)這種從低導態(tài)到高導態(tài)的跳變行為。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP2Cz-NTDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出易失性的動態(tài)隨機存儲(DRAM)的存儲特性。
實施例12
基于DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到6V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在0..5V處迅速跳變至高導態(tài)。電壓繼續(xù)增大,電流先是處于高導態(tài),而后在2.4V開始緩慢下降,至4.5V處,電流降至10-4A的低導態(tài)。該器件在之后的0到6V的正向掃描中能夠保持在低導態(tài)。對器件施加負向的0到-6V的電壓掃描,器件開始處于低導態(tài),在-0.5V處迅速跳變至高導態(tài),而后隨著電壓數(shù)值的繼續(xù)增大,在-2.8V處電流跳變至低導態(tài)。在之后的0到-6V的負向掃描中,器件維持在低導態(tài)。對器件繼續(xù)分別施加正向和負向的電壓掃描,器件能夠重復(fù)上述跳變行為。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP6Cz-6FDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出非易失性的閃存型(Flash)存儲特性。
實施例13
基于DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到3.5V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在2.2V處迅速跳變至高導態(tài)。器件在隨后的0到3.5V的正向掃描和0到-3.5V的負向掃描中均能維持在高導態(tài)。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP6Cz-DSDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出非易失的一次寫入,多次讀取(WORM)的存儲特性。
實施例14
基于DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺的存儲器件的電流-電壓曲線測試:
在該存儲器件中,底電極是氧化銦錫薄膜,頂電極是鋁,中間活性層為DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺。采用半導體參數(shù)測試儀對該存儲器件進行電流-電壓曲線測試。第一次電壓掃描為0到4V的正向掃描,初始階段電流處于低電導態(tài),在1.7V處迅速跳變至高導態(tài)。該器件在之后的0到4V的正向掃描和0到-4V的負向掃描過程中都能夠保持在高導態(tài)。切斷外部電源5分鐘后,繼續(xù)對器件施加0到4V的電壓掃描,器件開始處于低導態(tài),而后在1.9V跳變至高導態(tài),并在隨后的正向掃描過程中維持在高導態(tài)。對器件先后在切斷外部電源后繼續(xù)施加正向和負向的電壓掃描,器件能夠重復(fù)上述跳變過程。因此,本發(fā)明所制備的底電極為氧化銦錫薄膜,頂電極為鋁,中間活性層為DATP6Cz-NTDA體系聚酰亞胺的存儲器件表現(xiàn)出易失的靜態(tài)隨機存儲(SRAM)的存儲特性。