[发明专利]含闭环噻吩马来酰亚胺的聚合物制备及其在电存储器件上应用

说明书

本发明涉及一种含闭环噻吩马来酰亚胺结构的聚合物制备及其在电存储器件上应用。本发明采用suzuki偶联反应将二噻吩马来酰亚胺单体和芴单体或咔唑单体通过偶联反应合成得到聚合物；经氯苯溶解后旋涂在ITO玻璃基底上成聚合物固体薄膜，再在聚合物固体薄膜上蒸镀金属银或铝；利用特定光源进行照射，开环噻吩马来酰亚胺基团转化为闭环噻吩马来酰亚胺基团，得到有机电存储器件。所述的特定光源，是指紫外光光源、可见光光源或太阳光模拟器光源。本发明利用噻吩马来酰亚胺单元光照下发声闭环反应，表现出优良的电存储性能。电存储器件具有开关比高、稳定性好、保留时间长的FLASH型非易失性电存储行为。

技术领域

本发明属于有机电存储器聚合物薄膜技术领域。具体涉及一种含闭环噻吩马来酰亚胺结构的聚合物制备及其在电存储器件上应用。

技术背景

马来酰亚胺及其衍生物是一类应用非常广泛的材料，这类材料合成简单，价格低廉，化学稳定性和热稳定性好，在有机光电领域和有机传感器领域得到广泛的研究及应用。马来酰亚胺及其衍生物的分子结构中含有带两个羰基的酰亚胺五元环，具有一定的拉电子能力，将其与给体单元聚合，合成给体-受体(D-A)型的聚合物材料，在外加电场作用下，可能形成D-A型电荷转移络合物，在材料中产生有效的电荷通道，从而实现材料电阻态的高低转变，达到信息存储的目的。目前关于含马来酰亚胺基团结构的聚合物电存储材料的相关研究鲜见报道，具有很好的研究空间和应用前景。

在马来酰亚胺基团的3,4位引入噻吩基团，光照条件下容易发生闭环反应。传统的光照闭环反应往往是在液态条件下反应，需要选择合适的溶剂和浓度，还存在着后期去除溶剂和提纯的问题，步骤较繁琐。而如果用适合的光源照射含开环噻吩马来酰亚胺结构聚合物的固体薄膜，聚合物中的开环噻吩马来酰亚胺基团发生闭环反应，从而表现出特定的性能。光照下固体薄膜内的闭环反应具有步骤简单、成本低廉、易于操作等优点，将这种方法应用在有机电存储领域，具有特殊的优势和新颖性，能够进一步拓展有机电存储材料的应用范围。同样，目前关于光照影响电存储性能的相关研究较少，且主要针对二芳基乙烯类有机小分子材料，需要通过蒸镀制作器件功能层，操作工艺复杂，应用范围受限。

基于以上现状，本发明以含闭环噻吩马来酰亚胺基团的D-A型聚合物为功能层材料，制备有机电存储器件。功能层中的闭环噻吩马来酰亚胺结构由固体薄膜状态下聚合物发生光照闭环反应生成，工艺步骤简单，易于操作。聚合物中噻吩马来酰亚胺基团作为受体，芴或咔唑作为给体，形成给受体一体的单一聚合物结构，易旋涂成膜，避免了掺杂引起的器件不稳定性和有机小分子的复杂蒸镀工艺。以此固体薄膜作为有机电存储器件的功能层，得到开关比高、稳定性好、保留时间长的FLASH型非易失性有机电存储器件。该发明拓展了有机电存储材料的应用范围，为电存储器件研究提供了新的研究思路，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于制备一种D-A型含闭环噻吩马来酰亚胺结构的聚合物以及该聚合物在电存储器件中的应用。聚合物的闭环结构是由含开环噻吩马来酰亚胺结构的聚合物固体薄膜在外界特定光照条件下发生闭环反应制备的，光照后的聚合物薄膜中同时含有给电子基团和吸电子基团，在外加电场作用下可以形成电荷转移络合物，应用在电存储器件中，得到性能优良的电存储器件。

为实现本发明的目的采用的技术方案是

1、采用suzuki偶联反应将等摩尔量的开环噻吩马来酰亚胺单体和芴单体或咔唑单体通过偶联反应合成得到D-A型含开环噻吩马来酰亚胺基团的聚合物；

所述的开环噻吩马来酰亚胺单体具体为3,4-二(2-溴噻吩)马来酰亚胺单体、N-辛基-3,4-二(2-溴噻吩)马来酰亚胺单体、N-(2-乙基己基)-3,4-二(2-溴噻吩)马来酰亚胺单体、N-苄基-3,4-二(2-溴噻吩)马来酰亚胺单体；

所述的芴单体，具体指芴或芴的五元环上的碳有取代基的芴类衍生物单体，具体为2,7-芴双硼脂单体、9,9’-二辛基-2,7-芴双硼脂单体、9,9’-(2-乙基己基)-2,7-芴双硼脂单体；