共軛分子推拉電子基團間橋鍵含氮量變化對電存儲器件性能影響研究.pdf

1、隨著當今信息技術(shù)的快速發(fā)展,飛速增長的高容量信息存儲需求和相對滯后的信息技術(shù)之間產(chǎn)生了巨大的矛盾,基于磁存儲和光存儲的存儲密度已經(jīng)接近物理極限,很難進一步取得大容量信息存儲上的突破。因此科學家正在致力于尋找新的材料用于信息存儲領域。有機電存儲材料因具有易加工、低成本、低功耗、結(jié)構(gòu)豐富等優(yōu)點,可潛在應用于未來的信息存儲。本文主要研究有機共軛分子推拉電子間橋鍵的改變以及橋鍵中含氮量的變化對電存儲器件性能變化的影響規(guī)律,具體如下:
　　

2、(1)電子供體和受體間橋鍵改變對電存儲性能研究:設計合成了小分子CAPyNA和SNACA,研究電子供體咔唑和受體萘酰亞胺之間橋鍵由腙式結(jié)構(gòu)變成線性的吡啶二乙炔基對材料存儲性能的影響。通過理論計算發(fā)現(xiàn)兩分子的HOMO和LUMO軌道的表面電荷密度分布呈現(xiàn)明顯的變化,這種變化推測是會導致兩個分子呈現(xiàn)出不同的存儲類型的關鍵,通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)也驗證了這個事實。這說明了通過理論計算可以預測材料的性能。這種通過給受電子基團間橋鍵的調(diào)節(jié)實現(xiàn)存儲器件性能

3、的調(diào)控,為后續(xù)電存儲材料的設計合成提供了新思路。
　　(2)電子供體和受體間橋鍵含氮量對電存儲性能的研究:設計合成了三個有機小分子CAPhNI,CAPyNI和CAPmNI,它們橋鍵中的氮原子依次為0,1和2個,研究了小分子橋鍵中的氮原子含量對分子成膜性以及電存儲性能的影響。通過XRD測試發(fā)現(xiàn),CAPyNI和CAPmNI在薄膜中的堆積優(yōu)于CAPhNI,且CAPyNI的堆積距離小于CAPmNI。通過AFM研究發(fā)現(xiàn),隨著橋鍵氮原子含量的

4、增加,分子的成膜性依次變好,薄膜表面粗糙度依次降低。通過對I–V性能的測試發(fā)現(xiàn),CAPhNI為二進制的WORM型存儲,而CAPyNI和CAPmNI為三進制的WORM型存儲,且CAPyNI的ON1態(tài)開啟電壓要比CAPmNI的ON1態(tài)開啟電壓小。以上結(jié)果表明,改變分子中橋鍵的含氮量對分子的成膜性以及電存儲性能有著重要的影響,這為今后改變成膜性以及獲取高性能電存儲性能提供了切實可行的方法。
　　(3)橋鍵中吡啶基團對存儲性能作用的研究: