一种具有电存储特性的共聚物、其制备方法及其在电存储中的应用技术

本发明专利技术涉及一种共聚物，具体地涉及一种具有电存储特性的共聚物，由单体X和单体Y共聚而成，单体X为咔唑基团，单体Y为偶氮基团；单体X的质量百分比为30%～90%，单体Y的质量百分比为10%～70%；所述共聚物的数均分子量为5000～15000。本发明专利技术还涉及一种制备该共聚物的方法。本发明专利技术还涉及一种使用该共聚物制备的电存储器件，以及该电存储器件的制备方法。本发明专利技术的具有电存储特性的共聚物、及由该共聚物制备的电存储器件能够实现二进制存储，且具有优异的稳定性，有机电存储材料及器件大规模应用提供了更多的选择，一定程度上解决了目前可用于电存储的材料种类偏少且效果不理想的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有电存储特性的共聚物、其制备方法及其在电存储中的应用
本专利技术涉及一种共聚物，具体地涉及一种具有电存储特性的共聚物及其制备方法。本专利技术还涉及一种使用该共聚物制备的电存储器件，以及该电存储器件的制备方法。
技术介绍
传统的信息存储方式主要是利用无机硅半导体材料，但是由于硅等无机材料生产成本较高，工艺复杂，无法大面积制造等缺点已无法满足当今社会对信息存储量的需求。所以促使我们寻找成本较低，能大面积制造，且具有更高信息存储量的材料。相比于硅器件通过标记“0”和“1”态来记录数据，有机电存储器件的数据存储是一种全新的模式，它是通过施加电压使有机材料从高阻态到低阻态变化，从而实现存储。有机聚合物材料由于其较低的成本，结构可灵活设计，并且通过结构设计来优化性能等特点，广泛被人们用作为活性层材料来实现超高密度存储。文献1提到过将具有液晶性的均聚物应用于电存储，利用化合物在液晶态具有更加有序的结构从而实现三进制存储，但是这样一个说法的论据并不充分，两种化合物能实现三位存储并不一定是由于具有液晶态导致的，并且均聚化合物具有的特征比较单一，其电存储的稳定性不能保证。文献2公开了一种三进制电存储材料，该三进制电存储材料具有超高电信息存储密度的优越性能，大大提高了材料的存储信息能力。虽然目前已有用于电存储的材料，但大多还处于实验室阶段，无法大规模工业化生产，此外，可用于电存储的材料种类少，其存储稳定性也不能保证。文献1：《含N共轭分子功能性基团的烷基链和平面性的调节对电存储性能的影响》，苏州大学硕士学位论文，作者：任务胜，2014。文献2：中国专利文献CN103487176A。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有电存储特性的共聚物，该共聚物可用作电存储材料，能够实现二进制存储，且具有优异的稳定性。本专利技术还提供一种该具有电存储特性的共聚物的制备方法。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种使用该具有电存储特性的共聚物制备的电存储器件，以及该电存储器件的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是一种具有电存储特性的共聚物，该共聚物由单体X和单体Y共聚而成，所述单体X为咔唑基团，所述单体X的化学结构为：，所述单体Y为偶氮基团，所述单体Y的化学结构为：，其中，R为C4、C6或C8的烷基链；单体X的质量百分比为30%～90%，单体Y的质量百分比为10%～70%；所述共聚物的数均分子量为5000～15000。本专利技术还提供一种电存储材料的共聚物的制备方法，将质量比为1:1.6的单体X和单体Y加入溶剂A中，投入催化剂，在无氧环境、温度为80℃条件下反应12h～20h后得到反应产物，再将反应产物倒入甲醇中析出固体，干燥，即得上述具有电存储特性的共聚物。优选的，所述催化剂为偶氮二异丁腈。优选的，所述催化剂的投入量为单体X与催化剂的质量比为1:0.04。优选的，所述溶剂A为环己酮、甲苯、二甲基甲酰胺或二氯乙烷中的任意一种或多种。本专利技术还提供一种电存储器件，由下到上依次包括第一电极层、活性层和第二电极层，所述活性层为上述具有电存储特性的共聚物。优选的，所述活性层的厚度为100nm～200nm。优选的，所述第一电极层为导电玻璃，所述第二电极层为金属电极。优选的，所述金属电极为镁电极、银电极、钙电极或铝电极。本专利技术还提供一种制备上述电存储器件的方法，包括如下步骤：（1）清洁第一电极层；（2）将具有电存储特性的共聚物溶于溶剂B制成共聚物溶液；（3）将共聚物溶液涂布在第一电极层上，形成活性层薄膜；（4）在活性层薄膜上设置第二电极层，即可得到电存储器件。优选的，步骤（1）中依次使用氯仿、丙酮及异丙醇清洁第一电极层。优选的，步骤（2）中所述溶剂B为氯仿、氯苯、二氯苯或环己酮中的任意一种。优选的，步骤（2）中所述共聚物溶液的浓度为10mg/mL～20mg/mL。优选的，步骤（3）中所述涂布为滴涂或旋涂。进一步优选的，所述旋涂的转速600rpm～4000rpm。本专利技术的具有电存储特性的共聚物、及由该共聚物制备的电存储器件能够实现二进制存储，且具有优异的稳定性，为有机电存储材料及器件大规模应用提供了更多的选择，一定程度上解决了目前可用于电存储的材料种类偏少且效果不理想的问题。附图说明图1为电存储器件的结构示意图。图2为电存储器件的电流-电压曲线图。图3为电存储器件的稳定性曲线图。在上述图1中，1为第一电极层，2为活性层，3为第二电极层。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作出进一步的详细说明。在本专利技术的一种具有电存储特性的共聚物，所述共聚物由单体X和单体Y共聚而成，所述单体X为咔唑基团，所述单体X的化学结构为：，所述单体Y为偶氮基团，所述单体Y的化学结构为：，其中，R为C4、C6或C8的烷基链；单体X的质量百分比为30%～90%，单体Y的质量百分比为10%～70%；所述共聚物的数均分子量为5000～15000;该具有电存储特性的共聚物为无规共聚物，其化学结构通式为：其中，x为15～30之间的整数，y为3～15之间的整数，x/y的范围为1～10。实施例1在本实施例1中，一种上述具有电存储特性的共聚物的制备方法，将单体X0.5g、单体Y0.8g、偶氮二异丁腈0.02g和环己酮2mL加入到聚合管中，在无氧环境、80℃条件下反应12h～20h，再将反应产物倒入甲醇中析出固体，干燥，即得到该共聚物。其中，偶氮二异丁腈作为聚合反应的催化剂；环己酮作为溶剂，亦可使用环己酮、甲苯、二甲基甲酰胺或二氯乙烷中的任意一种或多种替代；无氧环境可通过向反应容器中通入惰性气体实现，可以使用的惰性气体包括氮气、氩气、氦气中的任意一种或多种。在本实施例1中，单体X可以从市场上购得，亦可使用下述方法制备：以下所称份数均为质量份数，将咔唑10份、氢氧化钠2.5份加入二甲基甲酰胺中，将该二甲基甲酰胺溶液置于三颈烧瓶，回流搅拌的同时加入氟苯甲醛7.5份，升温至135℃继续回流搅拌7h，得到的反应物通过柱层析提纯，旋蒸，得到4-咔唑苯甲醛；将4-咔唑苯甲醛5份、溴化甲基三苯基膦8份和叔丁醇钾3份加入四氢呋喃中，将该四氢呋喃溶液在无氧环境下搅拌12h～20h，将反应产物倒入水中析出固体，用乙酸乙酯萃取，干燥，即得到单体X。其中，氢氧化钠作为催化剂，亦可使用氢氧化钾替代；二甲基甲酰胺作为反应的溶剂；乙酸乙酯作为有机萃取剂，亦可使用氯仿、二氯甲烷、甲苯替代。在本实施例1中，单体Y的化学结构通式为：其中，R为C8烷基链。该单体Y可使用下述方法制备：以下所称份数均为质量份数，将4,4’-羟基偶氮苯6份、碳酸钾4.5份和少量碘化钾加入二甲基甲酰胺中，加热至80℃并搅拌，再将溴代烷烃2.5份缓慢加入反应液中，反应7h后将反应物倒入水中析出固体，用乙醚萃取，干燥，即得中间产物；将该中间产物1.5份、三乙胺0.5份加入四氢呋喃中，将该四氢呋喃溶液置于三颈烧瓶中冰浴搅拌，缓慢加入对氯甲基苯乙烯0.5份，反应12h～20h，将反应产物倒入水中析出固体，用二氯甲烷萃取，重结晶，得到单体Y。其中，溴代烷烃为C8的溴代烷烃；碳酸钾和碘化钾作为醚化反应的催化剂；乙醚作为有机萃取剂，亦可使用氯仿、二氯甲烷、甲苯替代；三乙胺作为反应的催化剂；二氯甲烷作为有机萃取剂，亦可使用三氯甲烷、甲苯、氯苯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电存储特性的共聚物，其特征是，所述共聚物由单体X和单体Y共聚而成，所述单体X为咔唑基团，所述单体X的化学结构为：

【技术特征摘要】
2015.12.01 CN 201510859170X1.一种具有电存储特性的共聚物，其特征是，所述共聚物由单体X和单体Y共聚而成，所述单体X为咔唑基团，所述单体X的化学结构为：，所述单体Y为偶氮基团，所述单体Y的化学结构为：，其中，R为C4、C6或C8的烷基链；单体X的质量百分比为30%～90%，单体Y的质量百分比为10%～70%；所述共聚物的数均分子量为5000～15000。2.一种具有电存储特性的共聚物的制备方法，其特征是，将质量比为1:1.6的单体X和单体Y加入溶剂A中，投入催化剂，在无氧环境、温度为80℃条件下反应12h～20h后得到反应产物，再将反应产物倒入甲醇中析出固体，干燥，即得权利要求1所述的具有电存储特性的共聚物。3.根据权利要求2所述的一种具有电存储特性的共聚物的制备方法，其特征是，所述催化剂为偶氮二异丁腈。4.根据权利要求2所述的一种具有电存储特性的共聚物的制备方法，其特征是，所述催化剂的投入量为单体X与催化剂的质量比为1:0.04。5.根据权利要求2所述的一种具有电存储特性的共聚物的制备方法，其特征是，所述溶剂A为环己酮、甲苯、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盼，
申请(专利权)人：新纶科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32