一種有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有機光電子技術領域，具體說是一種有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法。尤指以聚合物為導電層，基于有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法。
【背景技術】
[0002]電雙穩(wěn)態(tài)是半導體存儲元件的基本特性，其主要現象為:器件在相同的外加電壓下會出現兩種不同的導電狀態(tài)。具體來說，當在器件的功能層薄膜兩邊施加電壓時，隨著電壓的變化，器件的導電特性也隨之發(fā)生變化。當外加電壓撤除時，發(fā)生轉變的導電狀態(tài)可以保持很長時間。且施加反向電壓又可以使器件的導電狀態(tài)還原，分別對應了存儲元件的寫入、讀取和擦除過程。
[0003]近年來，隨著信息技術向低碳化、低成本、便攜式、高容量及快速響應方向發(fā)展，以無機半導體為介質的存儲技術已經逐漸達到了發(fā)展極限，而基于有機材料作為功能層制備的存儲器件具有成本低、工藝簡單、柔韌性好、結構多變、器件尺寸小等優(yōu)點而成為最有應用前景的存儲器，重新獲得了學術界的關注，并且取得了迅速的發(fā)展。
[0004]目前，有機小分子薄膜由于其制備簡單且效果穩(wěn)定，獲得了大家的關注。利用不同的有機小分子的物理化學特性，經過退火處理產生相分離現象，在界面處會有缺陷，使器件有電荷存儲能力，可以制作出穩(wěn)定的器件，在有機存儲領域有較好的應用前景。
【發(fā)明內容】
[0005]針對現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調節(jié)其導電狀態(tài)，在同一電壓下器件電流會有不同的效果，樣品器件的電流差最大達到了 14倍；同時，通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環(huán)測試，以檢驗器件的重復使用能力，樣品器件在循環(huán)測試中保持了較大的開關比。
[0006]為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[0007]—種有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，其特征在于，包括:由上至下依次設置的電極層4、功能層3、導電層2、基底1，基底、導電層、功能層、電極層順次相連；
[0008]導電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；
[0009]或:
[0010]導電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺。
[0011]在上述技術方案的基礎上，所述基底I為附有導電材料的玻璃基片，所述的導電材料為氧化銦錫。
[0012]在上述技術方案的基礎上，所述電極層4的材料為低功函數材料。
[0013]在上述技術方案的基礎上，當“導電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時，制備步驟為:
[0014]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0015]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯形成導電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml ;旋涂轉度是500?1500r/min，旋轉時間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時間是20?40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0016]步驟3:在氮氣環(huán)境下，在導電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)形成功能層3，其溶劑為二甲基甲酰胺，濃度是5mg/ml?10mg/ml，旋涂轉度是500?2000r/min，旋轉時間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時間是10?30min，使溶劑完全揮發(fā)，同時讓Ir (ppy)3更好地結晶；
[0017]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0018]在上述技術方案的基礎上，當“導電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時，制備步驟為:
[0019]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0020]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯形成導電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml ;旋涂轉度是500?1500r/min，旋轉時間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時間是20?40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0021]步驟3:使用真空蒸鍍Ir (ppy)3的方法，使其厚度達到40?80nm，真空蒸鍍的溫度是 180 °C ?260 °C ；
[0022]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0023]在上述技術方案的基礎上，當“導電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時，制備步驟為:
[0024]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0025]步驟2:在基底I上真空蒸鍍二氧化硅形成導電層2，真空蒸鍍在氣壓為10 4Pa的真空條件下進行，真空蒸鍍厚度為20?60nm ;
[0026]步驟3:在氮氣環(huán)境下，在導電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)形成功能層3，其溶劑為二甲基甲酰胺，濃度是5mg/ml?10mg/ml，旋涂轉度是500?2000r/min，旋轉時間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時間是10?30min，使溶劑完全揮發(fā)，同時讓Ir (ppy) 3更好地結晶；
[0027]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0028]在上述技術方案的基礎上，當“導電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時，制備步驟為:
[0029]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0030]步驟2:在基底I上真空蒸鍍二氧化硅形成導電層2，真空蒸鍍在氣壓為10 4Pa的真空條件下進行，真空蒸鍍厚度為20?60nm ;
[0031]步驟3:使用真空蒸鍍Ir (ppy)3的方法，使其厚度達到40?80nm，真空蒸鍍的溫度是 180 °C ?260 °C ；
[0032]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0033]本發(fā)明所述的有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調節(jié)其導電狀態(tài)，在同一電壓下器件電流會有不同的效果，樣品器件的電流差最大達到了 14倍；同時，通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環(huán)測試，以檢驗器件的重復使用能力，樣品器件在循環(huán)測試中保持了較大的開關比。
【附圖說明】
[0034]本發(fā)明有如下附圖:
[0035]圖1本發(fā)明的結構圖；
[0036]圖2本發(fā)明器件I的電流電壓曲線；
[0037]圖3本發(fā)明器件2的電流電壓曲線。
【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明所述的有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，包括:由上至下依次設置的電極層4、功能層3、導電層2、基底I，基底、導電層、功能層、電極層順次相連；
[0040]導電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；此方案制備出的電雙穩(wěn)器件稱為器件I ;
[0041]或:
[0042]導電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶_C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；此方案制備出的電雙穩(wěn)器件稱為器件2。
[0043]在上述技術方案的基礎上，所述基底I為附有導電材料的玻璃基片，所述的導電材料為氧化銦錫(ITO)。
[0044]在上述技術方案的基礎上，所述電極層4的材料為低功函數材料，包括不限于銀、鋁、鋰、鈣。鋁為優(yōu)選。
[0045]本發(fā)明所述的有機小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，器件I的制備步驟為:
[0046]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min，優(yōu)選15min ；
[0047]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成導電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml，優(yōu)選50mg/ml ;旋涂轉度是500?1500r/min，優(yōu)選轉速是100r/min ;旋轉時間是40?60S，優(yōu)選時間是40S ;待旋涂完畢之后，需進彳丁退火處理，退火溫度是80?120°C，優(yōu)選100°C ;退火時間是20?40min，優(yōu)選40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0048]步驟3:在氮氣環(huán)境下，在導電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-