新型功能聚硫酸酯材料的高效制备方法及其在电存储器件中的应用研究

摘要

近年来，随着科学技术的快速发展，高分子材料的发展有两个重要分支值得关注。一方面主要是集中在功能性高分子材料，这是在传统材料上的创新，现研宄热点主要集中在材料光电性能（如 OLH)、OPV、OFET)等的高附加值上。另一方面是对传统材料的基本性能的提升，这很大程度上是在原有基础上讀材料进行條^5改性或者后期加工中添加改性。本文侧重于前者的研宄，主要讨论一类新型功能聚硫酸酯材料的高效制备方法及其在电存储器件中的应用。这类性能提升主要集中在力学性质、热稳定性s.耐老化程度等性质上。该类材料运用的是点击化学（Click Chemistry)的最新研宄成果。相较于传统聚碳酸酯（PC)而言，聚硫酸酯具有更好的热稳定性、更好的耐老化性能和更好的耐酸碱腐蚀性等。并且，这类材料的制备方法更加温和普适，可以在简单的实验条件下进行，不需要特别的反应装置。这是十分有利于大规模工业生产的。基于此，本文采用Click Chemistry合成不同的聚硫酸酯，通过研宄聚合物结构、链段构象、金属配位等对电学存储性能的影响，以实现对该类聚合物电存储器件性能的调控。
　　本研究主要内容包括：⑴全光透明聚硫酸酯的制备及其在电学存储材料中的应用。在该体系中，我们选取了两个前体：一个是强吸电子的的二苯基砜；另一个是强供电子的三苯胺。这两个前体均为非平面共轭构型，且可见光区无吸收。利用这两个前体制备相应单体，通过 C lic k聚合方法室温聚合了获得均聚物(BPS-PS，TPA-PS)和共聚物(BPSTPA-PS)。当它们作为传统三明治结构存储器件单元的纳米中间层时，ITO/BPS-PS/A l，ITO/TPA-PS/A1和ITO/BPSTPA-PS/A1器件分别表现了 DRAM:，WORM和FASH型存储性能。本文的工作不仅仅是提供一种透明电子器件的思路，也拓展了新型聚硫酸酯材料的应用。这将是第一次将醋交换点击化学（SuFEx click chemistry)应用于透明电存储材料的制备。⑵基于不同偶极矩单元聚硫酸濟旨的电存储性能研宄。通过SuFEx click chemistry合成三种新型聚硫酸酯（MHSF-PS、MOSF-PS、MZSF-PS)。这三种聚合物合成简单、后处理方便。我们将这三种主链聚合物材料制成器件，ITO,/MHSF-PS/Al，ITO/MOSF-PS/A1和ITO/MZSF-PS/Al器件分别表现了二进制 WORM，FLASH和FASH型存储性能。我们通过理论计算和相关测试表征的手段来探宄其聚合物内电荷传输效应和偶极矩对其存储性能的影响。⑶基于D-A结构含氮聚合物多进制存储性_研宄。本体系制备研宄了两种侧链型聚合物（PTPA-SuFEx-DMA和PA-m-Ph)的电存储性能。我们通过改变不同的聚合物结构实现聚合物器件三进制存储性能的调控。研宄结果表明，在传统D-A结构上继续设计金属配位或者构型变化能很好地实现三进制存储性能。ITO/PTPA-SuFEx-D M A/A1器件和ITO/PA-m-Ph/A1器件均显示了较好的非易失性三进制存储性能。我们初步探宄了其中可能的双机理解释。该体系的研宄为后续多进制存储性能的研究提供了一个思路。

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