一种Flash型电存储材料及其存储器件的制备方法技术

本发明专利技术属于电存储器新材料与技术领域，具体涉及一种Flash型电存储材料及其电存储器件的制备方法。本发明专利技术所述的Flash型电存储器件的制备过程：将芴-三苯胺共轭聚合物或者芴-三苯胺共轭聚合物与富勒烯衍生物PCBM的混合物，配置成5～15mg/mL的氯苯溶液，然后旋涂在干净的ITO玻璃上，真空干燥，除去溶剂；最后，利用真空蒸镀的方法将顶电极Al镀在聚合物上。利用本发明专利技术制备的有机电存储器件具有工艺操作简单、成本低的特点。此外，由于本发明专利技术中电存储材料具有电子供体基团(三苯胺)和电子受体(PCBM)，因此制备的存储器件具有工作电压低、开关电流比大等特点，在信息存储领域中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电存储器新材料与
，具体涉及一种Flash型电存储材料及其电存储器件的制备方法。
技术介绍
随着信息技术的飞速发展，电子数码产品快速更新，人们对各种电存储器件的需求日益增长。利用传统的无机半导体材料制备电存储器件的技术已经非常成熟，使其在各信息领域得到充分应用。信息行业的不断进步，使得高集成、小尺寸成为了电存储器件发展的必然趋势。然而，芯片的尺寸不可能无限的缩小，高集成必将面临更多技术难题。因此，发展高性能、低成本的新型电存储材料成为现阶段的发展方向。最近，基于有机半导体材料的电子器件柔性好、易成膜、质量轻、易加工等等方面具有显著的特点，受到研究人员的广泛关注，并且得到了全面快速的发展。与传统的电存储器件(磁盘存储器和无机半导体存储器)相比，利用有机半导体材料制备的电存储器件具有更加突出的有点：通过聚合物三维堆叠能力可以指数级的提高信息储存的密度；制备电存储器件的过程中避免了高温、高真空的操作步骤，大大降低了工艺成本，有利于有机电存储器件材料的推广使用。由聚合物电存储材料制备的存储器件不仅具有传统闪存的非易失性的特点，同时具有更好的加工性能和集成特性，能够更好的满足人们对信息储存的需求。我们相信在不久的将来，有机电存储材料极有可能取代传统的无机电存储器件材料。本专利技术中聚芴基团具有较高的载流子的迁移率，载流子沿其共轭主链传输，是很好的光电材料。在聚芴中引入给电子基团能够提高HOMO能级，改善空穴传输性能。三苯胺是一种典型的空穴传输材料，主链中引入三苯胺基团有利于增强聚合物的空穴传输能力和热稳定性，同时降低了从ITO阳极注入空穴的能量障碍。而甲氧基上的氧也具有给电子性，可以进一步提高三苯胺的给电子能力。此外，掺入的电子受体PCBM具有溶解性好、电子迁移率高等特性，是一种备受公认的电子受体。电场诱导下，电荷由电子给体转移至电子受体实现关-开的转换，从而提高了存储器件的电存储性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Flash型共轭聚合物电存储材料；提供一种用该共轭聚合物及聚合物与PCBM混合物作为活性材料的电存储器件的制备方法。本发明涉及的Flash型芴-三苯胺共轭聚合物存储材料具有良好的存储性能，PCBM电子受体的加入使电存储器件的存储性能有了一定的提高。本专利技术所涉及的芴-三苯胺共轭聚合物是本课题组以Pd(PPh3)4作为催化剂、Na2CO3溶液作为碱源、N2作为保护气，根据Suzuki偶联反应机理制得的，具体步骤参照文献[1]。[1]WenfenSu,RueitangChen,YunChen.ThermallyCrosslinkableHole-TransportingPoly(fluorene-co-triphenylamine)forMultilayerPolymerLight-EmittingDiodes.JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,2011,49,352-360.本专利技术一方面提供了一种芴-三苯胺共轭聚合物电存储材料，其特征在于所述共轭聚合物分子结构为：其中：n为30到100的整数。优选地，分子量为20000-60000，更有选为30000-40000。进一步地，本专利技术所涉及的有机小分子型电子受体，其结构式如下：本专利技术的另一方面提供了一种芴-三苯胺共轭聚合物的电存储器件，由衬底层(1)、阴极层(2)、有机层(3)和阳极层(4)构成，其特征在于：所述有机层由前述的聚芴类共轭聚合物构成。进一步地，所述衬底层(1)为玻璃，优选地，所述阴极层(2)为氧化铟锡(ITO)，更优选地，所述顶电极层(4)为金属铝。进一步地，所述芴-三苯胺共轭聚合物为传输空穴的P型有机半导体材料。本专利技术第三个方面提供了前述的聚芴类共轭聚合物作为电储存器件的半导体材料的用途。本专利技术第四个方面提供了前述的电存储器件的制备方法，其包括如下步骤：一、将切割好的包含阴极层的衬底层在有机试剂中超声清洗，然后保存在有机试剂中，优选地，所述包含阴极层的衬底层为ITO玻璃；二、通过Suzuki反应制备芴-三苯胺共轭聚合物，将共轭聚合物或共轭聚合物与有机小分子型电子受体的混合物溶于氯苯得到浓度为3～15mg/mL的溶液，优选地氯苯溶液浓度为5～12mg/mL三、将步骤二所得溶液滴加在步骤一切割好的包含阴极层的衬底层上，通过匀胶机使其分散均匀，真空干燥除去有机试剂，得到厚度为20～100nm的聚合物薄膜，优选地，厚度为40～80nm；四、通过真空蒸镀法将金属电极Al附着在聚合物上层；优选地，金属电极厚度和面积分别为200～400nm、0.25～5mm2，优选地，金属电极厚度和面积分别为250-350nm、0.5～3mm2；最终得到Flash存储类型的夹层结构有机电存储器件。进一步地，步骤一中的清洗的有机溶剂为去离子水、无水乙醇、丙酮、无水乙醇、去离子水，优选地，步骤一储存的有机溶剂为无水乙醇。本专利技术制备的存储器件属于典型的三明治结构，具有以下特点：共轭聚合物及PCBM在有机溶剂中溶解度高，可以方便快捷的进行旋涂成膜；工作电压低(-0.9～-1.1V)，可用于制备低功率器件；开关电流比高(104～105)，能有效地减小信息读入的错误率；此外，存储器件的制备工艺简单、成本低，有利于普及到实际生活应用当中。附图说明图1为本专利技术制得的有机电存储器件的结构示意图；图2为具体实施方式七制得的有机电存储器件的电流-电压特征曲线；图3为具体实施方式七制得的有机电存储器件的开/关电流比-电压曲线；图4为具体实施方式八制得的有机电存储器件的电流-电压特征曲线；图5为具体实施方式八制得的有机电存储器件的开/关电流比-电压曲线。图6为有机小分子型电子受体的结构式。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下举例具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式一种基于芴-三苯胺共轭聚合物的存储器件的制备方法按下列步骤实现：步骤一、将ITO玻璃在试剂a中超声清洗，保存在无水乙醇中备用；步骤二、将芴-三苯胺共轭聚合物或共轭聚合物与有机小分子型电子受体的混合物溶解在氯苯中，搅拌并超声分散(浓度为3～15mg/mL)；步骤三、通过匀胶机将聚合物溶液均匀的旋涂在ITO玻璃上，真空干燥除去溶剂；聚合物膜的厚度为20～100nm；步骤四、将具有大小分布均一孔洞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Flash型电存储器件，其特征在于它是由衬底层(1)、底电极层(2)、有机层(3)和顶电极层(4)构成的。

【技术特征摘要】
1.一种Flash型电存储器件，其特征在于它是由衬底层(1)、底电极层(2)、
有机层(3)和顶电极层(4)构成的。
2.根据权利要求1所述的Flash型电存储器件，其特征在于所述衬底层(1)
为玻璃，优选地，所述阴极层(2)为氧化铟锡(ITO)，更优选地，所述顶电极
层(4)为金属铝。
3.根据权利要求1、2任一项所述的一种Flash型电存储器件，其特征在于
所述的有机层(3)为传输空穴的P型有机半导体材料芴-三苯胺共轭聚合物或者
芴-三苯胺共轭聚合物和有机小分子型电子受体的混合物。
4.根据权利要求3所述的芴-三苯胺共轭聚合物，其特征在于所述的芴-三苯
胺共轭聚合物结构式为：
其中：n为30到100的整数。
5.根据权利要求3或4所述的芴-三苯胺共轭聚合物，其特征在于所述有机
小分子电子受体为PCBM，结构式为：
6.根据权利要求1-5任一项所述的电存储器件的制备方法，其包括如下步骤：
一、将切割好的包含阴极层的衬底层在有机试剂中超声清洗，然后保存在有
机试剂中，优选地，所述包含阴极层的衬底层为ITO玻璃；
二、通过Suzuki反应制备芴-三苯胺共轭聚合物，将共轭聚合物或共轭聚合物
与有机小分子型电子受体的混合物溶于氯苯得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙治尧，李明霞，王淑红，蔡庄，赵曦，虢德超，常青，白续铎，马东阁，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23