[发明专利]三进制电存储材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电存储材料，具体地涉及一种三进制电存储材料、及其制备方法、同时还涉及一种应用该三进制电存储材料制备的三进制数据存储器件、及其制备方法。

背景技术

在过去几十年，无机半导体存储器件的存储容量发生了明显的增加，而且尺寸上也发生了极具的缩小。然而，在上述发展变化中也遇到一些急需解决的难题，例如在物理上平版印刷技术分辨率的限制，以及制作成本过高等问题。这些难题严重威胁了当前无机半导体存储材料的发展。因此，关于替代材料的研究是十分有意义的。

目前，基于有机半导体材料，特别是基于聚合物材料的存储器件越来越受各国科学家的关注。它们以低成本且易于大规模生产的旋涂制备工艺、柔性器件结构、三维堆积，特别是可以通过结构修饰存储的性能等优点而被广泛研究。存储器件有两个明显的导电态，即“0”或“OFF”态，以及“1”或“ON”态，从而实现存储数据。

随着信息技术爆炸的发展，通过进一步研究表明，超高电信息存储的存储密度可达到10¹²bit/cm²以上，此时对应信息点的直径在10nm以下，与市场一般存储密度10⁶bit/cm²的器件相比，其存储能力是惊人的。

有鉴于此，有必要提供一种具有超高电信息存储密度的电存储材料。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三进制电存储材料，同时还提供了该三进制电存储材料的制备方法及应用。

为了实现上述目的之一，本发明的一种三进制电存储材料，其化学结构通式为：

其中，x为5～9；y为1～5；数均分子量为11000～13000，分子量分布为1.4～1.6，R为-Br、或-H、或-NO₂、或-N(CH₂CH₃)₂。

作为本发明的进一步改进，所述三进制电存储材料为无规共聚物、或嵌段共聚物。

为实现上述另一发明目的，本发明的一种制备上述三进制电存储材料的方法，其包括如下步骤：

将咔唑进行烷基化，然后与甲基丙烯酰氯反应，形成第一单体，将萘酐或经过修饰的萘酐进行烷基化，然后与甲基丙烯酰氯反应，形成第二单体；

在保护气体的保护下，将第一单体、第二单体、以及引发剂按照摩尔比1:1:0.01～1:0.1:0.01与环己酮加入到试管中进行反应，反应结束后，将反应液倒入甲醇溶液中沉淀出产物，过滤并烘干获得最终产物。

为实现上述另一发明目的，本发明的一种制备上述三进制电存储材料的方法，其包括如下步骤：

将咔唑进行烷基化，然后与甲基丙烯酰氯反应，形成第一单体，将萘酐或经过修饰的萘酐进行烷基化，然后与甲基丙烯酰氯反应，形成第二单体；

在保护气体的保护下，将第一单体、RAFT试剂、引发剂、和3ml的环己酮加入到试管中进行反应，反应结束后，将反应液倒入甲醇溶液中沉淀出产物，过滤并烘干，然后将过滤烘干后的中间产物、第二单体、引发剂、以及环己酮加入到另一试管中进行反应，反应结束后，将反应液倒入甲醇溶液中沉淀出产物，过滤并烘干获得最终产物。

为实现上述再一发明目的，本发明的一种采用上述三进制电存储材料制得的三进制数据存储器件，所述三进制数据存储器件包括底电极和顶电极，所述三级制数据存储器件还包括聚合物薄膜层，所述聚合物薄膜层位于所述底电极和顶电极之间，所述底电极、聚合物薄膜层、顶电极呈层状形式排列，所述聚合物薄膜层的材质为通式为（I）的三进制电存储材料。

作为本发明的进一步改进，所述底电极的厚度为10～300nm，所述聚合物薄膜层的厚度为20～150nm，所述顶电极的厚度为20-300nm。

作为本发明的进一步改进，所述底电极的材料选自：ITO导电玻璃、可蒸镀金属或导电聚合物；其中，所述可蒸镀金属为：金、或铂、或银、或铝、或铜；所述导电聚合物为：聚噻吩、或聚苯胺。

作为本发明的进一步改进，所述顶电极的材料选自：可蒸镀金属、或金属氧化物；其中，所述可蒸镀金属为：金、或铂、或铝、或铜；所述金属氧化物为氧化铟锡。

本发明还提供一种应用上述三进制电存储材料制备三进制数据存储器件的方法，其包括以下步骤：在底电极上将所述三进制电存储材料旋涂成膜，形成一层20～150nm活性层；再在三进制电存储材料上真空沉积一层顶电极，制成“底电极/三进制电存储材料/顶电极”的层状结构器件。