生物分子與共軛聚合物雙層結構有機電存儲器的研究.pdf

1、生物分子具有環(huán)境友好、易獲取和獨特的電性能等優(yōu)點，逐漸被應用到有機電子器件中。為了把生物分子應用于有機電存儲器中，本論文研究了基于生物分子與共軛聚合物雙層結構的有機電存儲器，生物分子包括氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)，分別采用了電泳法、水熱法和溶液旋涂法在透明導電電極ITO上制備生物分子層，從而制備、測試、表征了整個存儲器件，研究其存儲原理。
　　采用電泳法分別制備了天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸三種生物分子層在透明導電電極ITO上，基于這三種氨

2、基酸制備的ITO/biomolecules/MEH-PPV/Al器件，相對于無生物分子層的ITO/MEH-PPV/Al器件都表現(xiàn)出遲滯現(xiàn)象，具有雙穩(wěn)態(tài)特性，基于天冬氨酸的器件獲得了最大的兩個電流態(tài)的差值110nA。另外，改變電泳天冬氨酸的時間，研究發(fā)現(xiàn)增加電泳的時間，器件的兩個穩(wěn)態(tài)的電流差值有增加趨勢，并且在電泳5h時器件的電流具有突變特性，其開關比最大可以達到6×102。
　　生長生物分子層的方法不同，生物分子的狀態(tài)會不同，器件

3、的存儲特性則會改變。為了提升器件存儲性能，采用水熱法代替電泳法，把雙甘氨二肽、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸四種生物分子生長在ITO上，獲得了基于雙甘氨二肽、丙氨酸、天冬氨酸Flash型有機非易失電存儲器件和基于谷氨酸的WORM型有機非易失電存儲器件，分別都獲得了比較優(yōu)異的存儲性能，最高的開關比分別為106、106、105和105，響應速度都不大于20ns，具有較長的保持時間。其與無生物分子層并沒有存儲特性的ITO/MEH-PPV/Al器件相

4、比，表明生物分子層對器件的存儲功能具有至關重要的作用。另外，我們研究了生物分子的生長時間和聚合物的厚度對器件性能的影響，發(fā)現(xiàn)器件的存儲性能會有所改變，但前者對器件的影響大于后者。
　　采用更為簡便的溶液旋涂法，在ITO上旋涂一層生物分子包括雙甘氨二肽、牛血清蛋白、天冬氨酸、谷氨酸，同樣制備了ITO/biomolecules/MEH-PPV/Al存儲器件，獲得了除基于雙甘氨二肽的器件為Flash型有機非易失存儲器以外，其余為WORM