论文部分内容阅读
随着现代社会信息存储需求的增加和半导体技术的迅速发展,阻变式随机存取存储器逐渐取代传统的硅基的半导体存储器进入公众视野。基于具有电阻开关行为的活性薄膜阻变式随机存取存储器作为一种具有发展前途的存储器,已经引起了科学工作者们的广泛研究和显著关注。该存储器具有转换时间快、造价耗费低、存储时间长、便携性等优点,可用于更广泛的有机存储和信息技术。基于以上内容,本文在Suzuki偶联反应的基础上,设计并合成了一种以芴和三苯胺为基础的共轭交替共聚物,即聚[(9,9-二辛基)-2,7-芴-co-N-4,4’-三苯胺](PF-TPA),其中三苯胺(TPA)为电子给体和空穴传输基团。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱和碳谱(1H-NMR、13C-NMR)对共聚物的结构进行了表征。分别以三苯胺-芴共聚物(PF-TPA)、PF-TPA:多璧碳纳米管(MWCNTs)和PF-TPA:二氧化钛(TiO2)的杂化复合材料为活性层,制备了ITO/PF-TPA/Al,ITO/PF-TPA:MWCNTs/Al和ITO/PF-TPA:TiO2/Al存储器。与ITO/PF-TPA/Al存储器相比,具有三明治夹层结构的典型复合基器件ITO/PF-TPA:MWCNTs/Al和ITO/PF-TPA:TiO2/Al具有更高的开/关电流比与更好的可重写闪存特性。其中,当多壁碳纳米管的掺杂水平在一定值(5.66 wt.%)时,ITO/PF-TPA:MWCNTs/Al存储器具有最佳的存储特性,开/关状态电流比增加了2个数量级,阈值电压降低至-1 V。对于ITO/PF-TPA:TiO2/Al存储器来说,当二氧化钛纳米颗粒的掺杂水平处于0.20 wt.%时,ITO/PF-TPA:TiO2/Al存储器的开/关电流比高达1.5×104,开关阈值电压显著降低。此外,我们进一步探讨了各类型器件的电导开关机制,并进行了稳定性测试。结果表明,三种类型存储器的电荷传导机制均符合空间电荷限制电流机理,尤其在ITO/PF-TPA:MWCNTs/Al和ITO/PF-TPA:TiO2/Al存储器中,MWCNTs和TiO2的存在充当了电子俘获中心,增强了电荷的注入与俘获。并且三种类型器件均具有良好的稳定性和耐久性,在一定测试时间(3 h)和连续循环次数(3×104)下均未发现电流明显衰减。这种具备优异的双稳态非易失性电导开关行为的存储器将在未来数据存储中具有潜在的应用价值。