[发明专利]可编织全碳记忆存储器、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种可编织全碳记忆存储器、其制备方法及应用。该可编织全碳记忆存储器包括酸性热还原的石墨烯包裹的碳纳米管纤维和电极；其制备方法包括：以氧化石墨烯粉体为原料，通过调整pH值形成酸性的氧化石墨烯水溶液，以溶液浸渍的方法将氧化石墨烯包裹于柔性的碳纳米管纤维表面，经热处理还原氧化石墨烯，最后将所获功能化碳纳米管纤维相互交叉编织，连接上电极，形成所述全碳记忆存储器。本发明的可编织全碳记忆存储器开关比高，开关速度快，开关寿命长，且还具有良好柔韧性，易于加工形成多种形式的编织物，特别是适于作为可穿戴式电子设备使用，且其制备工艺简单，原料易得，设备简单，成本低廉，适于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种记忆存储器，特别涉及一种可编织的全碳记忆存储器、其制备方法及应用，属于新型电子器件及制备领域。

背景技术

目前，可穿戴式电子设备已经成为消费电子领域重要的发展方向，例如，摩托罗拉公司(Motorola Inc.)最近推出的“Moto 360智能手表”，苹果公司(Apple Inc.)开发出的“Apple Watch智能手表”，小米公司(Xiaomi Inc.)推出的“智能手环”等。未来生活中，柔性可编织的纤维状智能设备，可以和人们平常穿的衣服相互结合起来，具有巨大的应用前景。对于这些柔性可编织的智能设备而言，具有记忆存储功能的柔性纤维器件，是实现这种类似于衣服的可穿戴式智能器件的重要组件之一。近年来，石墨烯因其独特的理化和电子特性，已经在透明导电薄膜，非挥发性记忆存储器件等领域表现出良好的应用前景，并已成为当前新型存储器件的研究热点。特别地，石墨烯的厚度非常小，可以将器件尺寸缩减至纳米尺度内，因而基于石墨烯的非挥发性记忆存储器件得到了人们极大的关注。现有的基于石墨烯的非挥发性记忆存储器件，通常是在刚性的绝缘基底上(如玻璃、SiO2表面)，将石墨烯或者氧化石墨烯置于两个金属电极之间(如金、铂、铝等材料)，形成垂直三明治或者水平两电极结构。尽管采用金属电极可以提供良好的电学接触，但金属电极和刚性的基底均没有柔韧性，不能应用在未来可穿戴式的消费电子设备中。相比之下，采用柔性的碳纳米管纤维作为导电电极，制备的记忆存储器件不仅可以弯折，而且可以编织成多种形式的织物。

最近，Sun等在碳纳米管纤维表面包裹上氧化石墨烯，并将得到的纤维相互编织，得到了只能单次写入的(write-once-read-many-times)非挥发性记忆存储器件，但是器件的开关比较低，约为103-104，其无法满足可穿戴式记忆存储器件中的数据应可以多次读写的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可编织柔性全碳记忆存储器，其具有开关比高，开关速度快，开关寿命长等优点，从而克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种可编织柔性全碳记忆存储器的制备方法，其具有工艺简单，易于规模化实施等特点。

本发明的又一目的在于提供所述可编织柔性全碳记忆存储器的用途。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种可编织全碳记忆存储器，包括一根以上表面包裹有酸性热还原的石墨烯的碳纳米管纤维，且所述表面包裹有酸性热还原的石墨烯的碳纳米管纤维还与电极电性连接。

较为优选的，所述可编织全碳记忆存储器包括两根以上表面包裹有酸性热还原的石墨烯的碳纳米管纤维，并且其中至少两根表面包裹有酸性热还原的石墨烯的碳纳米管纤维相互交叉叠加。

更为优选的，所述可编织全碳记忆存储器主要由复数根表面包裹有酸性热还原的石墨烯的碳纳米管纤维交叉编织形成。

较为优选的，所述碳纳米管纤维的直径为10-25μm。

较为优选的，所述碳纳米管纤维中所含碳纳米管的壁数为2-6，管径为5-20nm。