一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及其制备方法。该可调电阻开关行为的多级阻变存储材料为一种共价有机聚合物薄膜，其是以1,3,6,8

【技术实现步骤摘要】
一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及制备方法


[0001]本专利技术属于存储器
，具体涉及基于一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储器的及其制备方法。

技术介绍

[0002]阻变存储器（Resistive random access memory，RRAM）通过外界条件（电）刺激下，可实现在高阻态和低阻态之间可逆转换。其具有容量大、速度快、结构简单、能耗低、易于集成等优点，被认为是最有发展潜力的下一代非易失型存储器。信息技术的快速发展，人们的信息总量呈爆炸式增长，这就要求存储器能够存储更多的信息。多进制存储器能有效地解决信息处理器和内存之间的拥塞瓶颈实现大幅提高存储密度目的。目前，能实现多级忆阻存储的材料只有少数几个，多级阻变存储材料的研究尚处于起步阶段，与未来超高密度信息存储的巨大需求还有很大差距。多级阻变存储相对于二进制的单位存储而言，不仅仅只有0和1两种电阻存储态，其存储容量可用3
n
来表达，比二进制的单位存储容量提高亿倍。相较于通过缩小存储器件尺寸或存储器结构采用垂直多层化的手段来提高信息存储密度的方法，应用多进制忆阻存储材料的途径更简单、更易实现。
[0003]本专利技术基于共价有机聚合物薄膜在不同混合溶剂比例的聚合下，在基底上（ITO导电玻璃）原位成膜，将其制备器件得到一种可调电阻开关行为的多级阻变存储器。该薄膜材料运用简单可控的溶剂热合成，其薄膜表面光滑、粗糙度低，通过改变反应过程中混合溶剂比例调控电阻开关行为。本专利技术制备出低成本、高开关电流比、低开启电压、适合工业大规模生产的可调电阻开关行为的多级阻变存储材料，具有良好的的应用前景。

技术实现思路

[0004]基于上述分析，结合说明书附图对本专利技术做进一步详细说明。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及其制备方法。其中1,3,6,8
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四（4
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氨基苯基）芘（PyTTA）和三醛基间苯三酚（Tp）为反应单体，通过简单的希夫碱缩合反应制备，制备出一种具有可调电阻开关行为的多级阻变存储材料2DP
PyTTA+Tp
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n
。其制备方法简单、原料易得、易于实现。并且制备过程中无有害产物，为环境友好的绿色合成。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储材料，其为一种共价有机聚合物薄膜2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03），基于该共价有机聚合物薄膜制备的器件结构如图6所示。该器件为三明治型夹心结构，底部电极可以为但不限于ITO导电玻璃，中间忆阻材料为共价有机聚合物薄膜2DP
PyTTA+Tp
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n
（n=01、02或03），顶部电极可以为但不限于Ag。
[0007]所述共价有机聚合物薄膜材料的制备方法，如图1所示:在N2气氛下，将PyTTA和Tp
溶于二甲基乙酰胺和邻二氯苯的混合溶剂中，再加入基底（ITO导电玻璃）和催化剂醋酸，超声处理；经过三次真空脱气
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充气循环后，将反应器置于120 ℃的烘箱中，反应3
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5天；反应结束后，将基底转移到二甲基乙酰胺或邻二氯苯中浸泡12
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24 h，最后在90
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120 ℃的真空烘箱中干燥。
[0008]进一步的，一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器，采用共价有机聚合物薄膜作为阻变存储层，用于制备可调电阻开关行为的多级阻变存储器；所述多级阻变存储器为底电极/阻变存储层/顶电极的三明治夹心结构；所述的底电极为氧化铟锡导电玻璃；所述的顶电极为银惰性金属材料；所述的阻变存储层为共价有机聚合物薄膜材料；所述共价有机聚合物薄膜的制备方法包括：以1,3,6,8
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四（4
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氨基苯基）芘和三醛基间苯三酚为单体，通过希夫碱缩合反应合成得到共价有机聚合物薄膜。
[0009]进一步的，所述的多级阻变存储器的制备方法，包括以下步骤：将1,3,6,8
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四（4
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氨基苯基）芘和三醛基间苯三酚加入混合溶剂中，将ITO导电玻璃放入反应容器，再加入催化剂，在氮气氛围下进行溶剂热聚合反应，得到以ITO导电玻璃为基底的共价有机聚合物薄膜材料，接着在共价有机聚合物薄膜材料上制备银电极，得到所述的可调电阻开关行为的多级阻变存储器。
[0010]进一步的，所述的混合溶剂为邻二氯苯和二甲基乙酰胺的混合溶剂，体积比例邻二氯苯:二甲基乙酰胺=1:1~1:9；催化剂为浓度3~12M的醋酸；溶剂热聚合反应的反应温度为90~120 ℃，反应时间为6
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72 h。通过改变反应过程中混合溶剂比例调控电阻开关行为。
[0011]本专利技术的显著优点在于：（1）本专利技术所得共价有机聚合物材料在基底上能形成均匀致密的薄膜。
[0012]（2）本专利技术所得共价有机聚合物材料在不同混合溶剂比例下显示出可调电阻开关行为，特别是在混合溶剂比例为7:3（二甲基乙酰胺:邻二氯苯）时呈现出多级记忆存储性能。
[0013]（3）本专利技术所用原料均可易得；该合成方法操作简单；该器件性能优异，循环稳定性强。
附图说明
[0014]图1为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）的合成示意图。
[0015]图2为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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n
（n=01、02或03）的红外谱图。
[0016]图3为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）的拉曼谱图。
[0017]图4为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）的紫外吸收谱图。
[0018]图5为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）的扫描电镜图。
[0019]图6为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）的器件结构图。
[0020]图7为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）器件在室温下I
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V特性曲线测试图。
[0021]图8为所得共价有机聚合物材料2DP
PyTTA+Tp
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（n=01、02或03）器件在室温下高低阻态的状态维持循环次数图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器，其特征在于：采用共价有机聚合物薄膜作为阻变存储层，用于制备可调电阻开关行为的多级阻变存储器；所述多级阻变存储器为底电极/阻变存储层/顶电极的三明治夹心结构；所述的底电极为氧化铟锡导电玻璃；所述的顶电极为银惰性金属材料；所述的阻变存储层为共价有机聚合物薄膜材料；所述共价有机聚合物薄膜的制备方法包括：以1,3,6,8
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氨基苯基）芘和三醛基间苯三酚为单体，通过希夫碱缩合反应合成得到共价有机聚合物薄膜。2.根据权利要求1所述的多级阻变存储器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将1,3,6,8
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四（4
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氨基苯基）芘和三醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王心晨，陈雄，周攀科，余洪铃，于泓，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：