甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸-双马来酰亚胺共聚物及联苯型PI的合成、电存储器件的制备与性能研究

摘要

研究发现含电子给体和电子受体的功能化聚酰亚胺（PI）具有良好的电存储性能，但绝大部分的PI均难溶，使得将PI用于制备电存储器件变得十分困难。本文合成了甲基丙烯酸甲酯(MMA)-双马来酰亚胺(BMI)共聚物、MMA-丙烯酸(AA)-BMI共聚物及联苯型聚酰亚胺（PI(BPDA-ODA)，即聚3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐-4,4’-二氨基二苯醚酰亚胺），用旋涂法制备以其为功能层的电存储器件。研究了MMA-BMI共聚物、MMA-AA-BMI共聚物及PI(BPDA-ODA)的存储性能，并分析了电存储机理。具体的研究结果如下：　　（1）通过对共聚物进行热性能分析，我们得到MMA-BMI共聚物初始分解温度为248~312℃，而MMA-AA-BMI共聚物的初始分解温度在200~360℃。利用原子力显微镜对功能层薄膜的表面形貌进行表征，得出 MMA-BMI共聚物具有良好的成膜性。　　（2）以 MMA-BMI共聚物为功能层制备电存储器件 ITO/MMA-BMI/Ag。所得器件的开启和关闭的阀值电压均在2V左右，当功能层 BMI含量为2.00％时，器件ITO/MMA-BMI/Ag的电流开关比（ON/OFF值）较高，可以达到104~105，在低阻态（LRS）时遵循 Ohmic传导机制，而在高阻态（HRS）时遵循 SCLC电导机制。当BMI含量为1.00%和3.00%时，器件ITO/MMA-BMI/Ag的ON/OFF值较小，遵循Ohmic传导机制。　　（3）以MMA-AA-BMI共聚物为功能层的器件，当AA的含量为5.00%和10.00%时，器件表现出电存储性能，其阀值电压约为2V，ON/OFF值为102。　　（4）研究发现器件Al/PI(BPDA-ODA)/Al具有较低的阀值电压，约为1.98V，具有较大的电流开关比（ON/OFF的值为105~109）和较好的稳定性。对器件的存储机理进行分析后得出该器件的存储机制遵循Ohmic传导机制。　　（5）对功能层厚度对器件存储特性的影响进行研究，结果表明功能层厚度太薄，容易被外加电压击穿而导通，而功能层太厚，则会造成功能层内不能形成金属细丝而绝缘，当功能层厚度介于250nm~300nm时，器件可以获得较好的电存储性能。

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第一章 绪论

§1.1引言

§1.2 有机电存储材料与器件

§1.3 有机电存储器件的导电机理

§1.4 聚酰亚胺类有机电存储材料与器件

§1.5 本文的研究内容

§1.6 本文的创新点

第二章 MMA-BMI共聚物的存储特性研究

§2.1 实验部分

§2.2 结果与讨论

§2.3 本章小结

第三章 MMA-AA-BMI共聚物的存储特性研究

§3.1 实验部分

§3.2 结果与讨论

§3.3 本章小结

第四章 联苯型聚酰亚胺PI(BPDA-ODA)的信息存储特性研究

§4.1 实验部分

§4.2 结果与讨论

§4.3 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 总结

§5.2 展望

参考文献

致谢

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