[发明专利]共轭聚合物电双稳材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域。具体涉及一类侧链含离子型铱配合物的共轭聚合物电双稳材料制备方法与应用。

背景技术

信息是现代社会中与物质和能源同样重要的人类生存发展不可缺少的三大资源之一，是现代高科技领域的支柱。而在信息资源管理过程中，信息存储是非常重要的环节。为了满足信息时代海量存储的要求，存储器正朝着高密度、大容量、小型化、高数据速率的方向发展。与传统的磁存储、光存储器件相比，电存储器件具有读写和传输数据的速度快、效率高、容量大、体积小、即插即用、安全性高等优点。这些优良的性能使电存储技术在个人计算机及各种数码产品中得到广泛的应用。

与无机材料相比，有机材料本身具有很多优良的性能，可通过非常简单的方法加工成电子器件，其器件具有高密度、可折叠、低功耗、低成本等潜在的优势，并且最有可能达到纳米尺度。随着有机电致发光二极管、有机薄膜晶体管、有机太阳能电池和有机固体激光等有机光电子材料与器件的飞速发展，有机电存储成为有机电子学与信息存储交叉领域的研究热点，引起了人们越来越多的关注并取得了显著的进展。用有机小分子材料和聚合物材料代替传统的无机半导体作为信息存储介质，是分子电子学研究的新方向。超高密度信息存储的有机薄膜材料、超快速信息存储的单有机薄膜、信息擦、写次数达到百万次的金属与有机夹层薄膜器件相继被报道出来。目前Coatue、Bell、Intel、IMEC、Infineon、Opticom等多家国外公司及其研究机构也制订了有机存储器的开发和研制计划，特别是Coatue公司，现已被AMD公司收购，他们希望把32G bit的有机存储器投放市场。

聚合物材料种类繁多，并具有良好的机械加工性和成膜性，克服了无机半导体材料和有机小分子材料的缺点。普林斯顿大学的Forrest等首次在Nature上报道了基于PEDT:PSS的一次写入多次读取(write-once-read-many-times，WROM)的单层聚合物存储器。这种存储器具有存储密度高(达到100MbitPmm2)、存储速度快(写入时间小于1s)、制作工艺简单、成本低廉和可弯曲等优点，适于制备小面积信息存储如手机、便携式存储、闪存等产品。经过研究表明，许多常见的聚合物PPV、PFO、MEH-PPV、PANI、PS、PVK、P3HT以及其它新型结构的聚合物中都存在着电双稳态现象。另外，聚合物电存储器可以通过超高密度三维(3D)存储技术，解决现有硅存储器件制作复杂、成本昂贵、二维的存储工艺对存储容量的限制等诸多问题，使存储密度提高1万到100万倍，因此引起了人们对聚合物在开关存储方面的研究热潮。

含金属配合物的共轭聚合物(Metal Containing Conjugated Polymers，简称MCCP)拥有独特的光、电、磁等性质，在有机电存储器件中有良好的应用前景。目前报道的主链带有稀土配合物的共轭聚合物制备的有机存储器可以达到达到百万次以上的读写循环，电流开关比高，表现出优异的电双稳态特性。含离子型铱配合物的共轭聚合物由于其杰出的光电性能长期以来受到人们的广泛关注，已经成功应用于有机/聚合物发光二极管。这类共轭聚合物，具有半导体特征，有利于电荷传输降低器件能耗，在有机电存储中有很大的应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种侧链含离子型铱配合物的磷光共轭聚合物光电材料的制备方法。这类材料可以根据需要改变主链单元和配体结构以及烷基链的长度，制备一类离子型铱配合物功能化的、具有电双稳性质的共轭聚合物。实现这类聚合物材料在有机电存储器件中的应用。

技术方案：本发明的侧链含离子型铱配合物的磷光共轭聚合物材料的制备是将拉电子单元磷光铱配合物以共价键的形式引入到共轭聚合物的侧链中去，得到一系列新型的磷光共轭聚合物。并试图将这类材料应用在电存储器件中，涉及到相关的制备工艺。

本发明是一种共轭聚合物电双稳材料，所述材料为侧链含离子型铱配合物的共轭聚合物，具有如下结构通式：

其中，R₁为具有1至32个碳原子的直链、支链或者环状烷基链；

其中，n为正整数；x，y为自然数；

其中，为具有以下结构的杂环化合物：

其中，Ar₁和Ar₂可分别代表：