[发明专利]芳族化合物

说明书

本发明涉及式I化合物R¹‑(A¹‑Z¹)_r‑B¹‑Z^L‑A²‑(Z³‑A³)_s‑G(I)，其中出现的基团和参数具有权利要求1中所给的含义，本发明涉及其用于形成分子层，特别是自组装单层的用途，涉及制作用于包括所述分子层的忆阻器件的切换元件的方法，以及涉及包括所述切换元件的忆阻器件。

本发明涉及芳族化合物，涉及其用于形成分子层，特别是自组装单层(SAM)的用途，涉及制作用于包括所述分子层的忆阻器件的切换元件的方法以及涉及包括所述切换元件的忆阻器件。

在计算机技术中，需要能够快速写入和读取访问存储在其中的信息的存储介质。固态存储器或半导体存储器能够实现特别快速和可靠的存储介质，因为完全不需要活动件。目前，主要使用动态随机访问存储器(DRAM)。DRAM允许快速访问存储的信息，但这种信息必须定期更新，意味着当切断电源时，存储的信息丢失。

现有技术也公开了非易失性半导体存储器，如闪存或磁阻随机存取存储器(MRAM)，其中即使在切断电源后也保留信息。闪存的一个缺点在于写入访问进行得较慢并且闪存的存储单元无法无限期擦除。闪存的寿命通常限于最多一百万次读取/写入周期。MRAM可以类似于DRAM的方式使用并具有长寿命，但这种类型的存储器由于困难的生产过程还无法确立自身的地位。

另一替代物是在忆阻器(memristor)的基础上工作的存储器。术语忆阻器是词语“记忆体”和“电阻器”的缩写并且是指能在高电阻和低电阻之间可再现地改变其电阻的部件。即使没有供给电压，也保持相应的状态(高电阻或低电阻)，意味着用忆阻器可实现非易失性存储器。

WO 2012/127542 A1和US 2014/008601 A1例如公开了具有两个电极和布置在两个电极之间的有源区(active region)的有机分子存储器。该有源区具有导电芳族炔的分子层，该导电芳族炔的电导率可在电场的影响下改变。在US 2005/0099209 A1中提出了基于氧化还原活性的联吡啶鎓(bipyridinium)化合物的类似部件。

基于电导率或电阻的变化的已知存储器具有缺点在于，通过电流流过分子层中的分子形成的自由基中间体原则上容易发生降解过程，这对部件的寿命具有不利影响。

在WO 2018/007337 A2中，描述了一种改进的切换层，该切换层利用非氧化还原活性分子层，该分子层包含通过脂族间隔基连接到基底的偶极化合物，其中所述化合物通过施加电场可逆地切换，该电场导致分子偶极子的重新取向，从而可取决于分子各自的取向实现低阻态和高阻态。

为了从具有构象柔性偶极的有机化合物获得可电切换隧道结，需要在两个导电电极之间形成一个分子层作为三明治。该分子层在电极上的沉积可通过旋涂或从有机溶剂中浸涂来实现。所得存储器器件的基本原理描述于WO 2016/110301 A1和WO 2018/007337 A2中。为了限制顶部电极和底部电极之间短路的形成，单层必须尽可能紧密，在沉积过程中没有允许顶部电极材料渗透的针孔。对于在极短的沉积时间内形成可接受质量的分子层的材料也有强烈的需求。

待通过本发明解决的问题为提供用于制作可切换分子层的改进材料。

为了解决该问题，提供下文所示的式I化合物，其包含具有经由单原子连接基团连接至极性环的锚固基团的环，其中式I化合物可通过锚固基团结合至基底。

本发明进一步涉及一种制作切换元件的方法，该切换元件包含可由一种或多种式I化合物获得的分子层。本发明进一步涉及包含该切换元件的忆阻器件。

优选实施方案为从属权利要求的主题且也可从说明书得出。

本发明涉及式I化合物