含有端基醛基的一类有机功能材料的存储性能制造技术

本专利主要是设计一类含有端基醛基的具有电荷存储性能的有机材料，该类材料的化学结构通式为

Storage properties of a class of organic functional materials containing terminal aldehyde groups

【技术实现步骤摘要】
含有端基醛基的一类有机功能材料的存储性能
本专利技术涉及含有端基醛基的一类有机功能材料的存储性能。
技术介绍
不同于基于无机材料的存储器，有机存储器具有成本低、重量轻、可大面积制备等优点，其存储性能的实现是依赖于有机功能材料电荷束缚与释放。有机场效应晶体管存储器有三个电极：栅极、源极与漏极。它具有三明治层状结构，与有机场效应晶体管的不同之处在于：有机场效应晶体管存储器中含有电荷存储层，是通过物理或化学方法在栅极介电层与有机半导体层之间引入。当在栅极上施加正向或反向电压时，载流子被限制，施加一个反向电压，载流子被释放，从而实现存储功能。有机场效应晶体管存储器重要性能衡量参数包括：存储窗口与开关比。存储窗口是指不同存储状态下阈值电压的差值，开关比是用漏电流的比值来衡量不同的存储状态；两个性能参数值越大，存储性能越好。界面自组装过程是一个化学键合过程，电荷存储材料通过自组装方法在衬底上形成单分子层，作为存储层内置于器件中；结合其它结构单元，构建有机场效应晶体管存储器。在本领域中需要开发具有高存储性能的有机材料及其“电写入、光擦除”的存储性能。
技术实现思路
本专利技术的特征是设计一类含有端基醛基的、具有电荷存储能力的有机功能材料，化学结构包括三部分：端基醛基、键合基团及烷基链，化学结构通式为：，其中n=1-16；键合基团R=Si(OCH3)3,Si(OC2H5)3或者SiCl3。本专利技术提供用于该类材料的合成方法。上述的R为Si(OC2H5)3、n为7，材料为SiAA，结构式为。本专利技术提供材料SiAA在SiO2表面自组装形成电荷存储层的方法。本专利技术将电荷存储材料SiAA应用在非易失性有机场效应晶体管存储器。附图说明结合如下附图及详细描述将会更清楚地理解本专利技术的上述和其它特征及优点，其中：图1有机场效应晶体管存储器结构示意图；沟道的长和宽分别为100μm与2000μm。图2晶体管的源漏极电流随栅源极电压变化的转移特征曲线；由图可以观察到，当栅源极电压VGS向负方向移动时，源漏极电流随着栅源极电压的增大而增大。与此相反，当栅源极电压VGS向正方向移动时，源漏极电流会随着栅源极电压的增大而减小。图3电压写入光照擦除模式下的存储转移曲线；电压写入光照擦除模式下，写入电压为栅源极电压-30V时间1s，转移曲线向负方向移动，表明空穴载流子在栅压电场作用下，从并五苯pentacene半导体层转移到SiAA电荷存储层，这是存储器的“写”操作；将发光二极管LED光源对着存储器器件的正上方照射1s后，可以观察到转移曲线几乎回到初始位置，这是存储器的“擦”操作。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施案例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。下面对该类材料的化学合成进行详细说明，并且以SiAA为例，对自组装方法及有机场效应晶体管存储器的制备方法进行详细说明。实施案例1：含有端基醛基有机功能材料的化学合成合成如下：反应瓶中加入相应烷基链长度的烯醛与硅烷（摩尔比为1:2），滴入卡斯特催化剂；在氮气气氛下、温度40-80℃下，反应持续36-48h。反应结束后，收集的粗品用硅胶柱法分离纯化（用石油醚与乙酸乙酯为展开剂）。实施案例2：电荷存储层的制备（1）SiO2（300nm厚）/Si（n型）衬底依次在丙酮、乙醇、去离子水超声，在烘箱里80-120℃干燥。用氧等离子体处理10-30min；（2）将处理好的SiO2/Si浸泡到SiAA的无水甲苯溶液里，在80℃下自组装48h到60h。从溶液中取出，用甲苯充分冲洗，转移到烘箱里，在110℃维持10-40min。实施案例3：有机场效应晶体管存储器的制备将带有电荷存储层的衬底放入真空蒸镀室，在真空度为3x10-4Pa、蒸镀速率为0.1ÅS-1下依次蒸镀50nm有机半导体材料并五苯pentance、源、漏电极各50nmAu，晶体管沟道的长和宽分别为100μm与2000μm。器件结构为SiO2/Si/电荷存储层/pentacene（50nm）/Au(50nm)。实施案例4：器件性能测试使用Keithley2400对器件进行性能测试。性能指标综合在下表。非易失性有机场效应晶体管存储器性能参数DeviceμFET(cm2V-1s-1)Vth(V)Ion/IoffMemorywindow(V)SiAA0.0020.2743.71×10313.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类端基为醛基的有机功能材料的存储性能，其特征在于：材料的化学结构式为

【技术特征摘要】
1.一类端基为醛基的有机功能材料的存储性能，其特征在于：材料的化学结构式为,其中n=1-16；键合基团R=Si(OCH3)3,Si(OC2H5)3或者SiCl3；可实现电
压写入、光照擦除的性能。


2.根据权利要求1所述含有端基醛基的一类材料在SiO2表面形成电荷存储层的方法，其特征在于：衬底清洗：SiO2/Si衬底依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声，在烘箱里80-120℃干燥，然后用氧等离子体处理10-30min；自组装：将SiO2/Si浸泡到该类材料的无水甲苯溶液里，在60-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州和颂生化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32