苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种三进制电存储器件的制备方法，包括以下步骤：将4,7

【技术实现步骤摘要】
苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及信息存储
，尤其涉及一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，有机材料在微电子、光电子器件和智能系统中的应用越来越广泛。值得关注的是，有机材料在信息存储领域也逐渐找到了立足点，这依赖于它们在外界刺激下的阻变开关行为。同时，轻质化、高柔性和低成本的溶液处理制备技术赋予了有机材料应用于先进电子存储领域的突出优点。此外，调整有机材料的分子结构和内在性质有望提供多级存储和处理方式，这使得有机超高密度数据存储在未来的实际应用成为可能。
[0003]到目前为止，已经有多种方法用于构建有机阻变存储材料，包括丝状导电、多重氧化还原反应、本征结构调节和分子掺杂。从分子结构调控的角度来看，共轭主链中电子供体和受体的合理排列是获得优异存储性能的有效途径。事实上，给体
‑
受体材料已经显示出低能耗、高开关速度和潜在的存储电路兼容性的优点，这为人工智能电子的发展提供了机会。对于给体
‑
受体分子材料而言，选择出色的电子受体是获得高性能电子材料的关键。
[0004]对于有机信息存储而言，构建一个具有可调的电子结构和良好的电荷传输特性的给体
‑
受体材料对实现高密度数据存储具有非常重要的意义。同时将不同的电子受体巧妙地结合到一个分子骨架中，可以激发不同的电荷转移行为，从而成功地诱导多个导电态来实现多进制存储。目前，基于“0”和“1”两种信号的二进制存储技术，其理论极限存储容量已难以满足信息存储的超高密度需求。为了突破传统的二进制存储，设计合成具有多个信号响应的存储材料（如“0”、“1”和“2”三进制）显得尤为重要。相比于二进制存储技术，三进制存储有望实现单位密度内的数据存储量呈指数级增长。因此，制备一种具有可靠的三进制阻变开关性能的存储器件，使其具有可分辨的电流比、较低的阈值电压和良好的再现性，在超高密度数据存储和物联网
具有十分可观的前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法，该制备方法获得的苯并噻二唑分子存储材料，制备方法简单高效、重复性高，材料的热稳定性显著提升，并且有效保证了界面电荷传输通道，可以促进沿垂直方向的电荷传输路径，有利于提高存储器件在垂直方向的三进制电转换响应，具有良好的电信号开关行为、良好的耐久性和再现性，显示出优异的三进制阻变存储性能；同时提供一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法在信息存储领域的应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑、无水碳酸钾和四（三邻甲苯基膦）钯加入四氢呋喃和蒸馏水的混合溶剂中，逐滴添加4
‑
氰基苯硼酸的四氢呋喃溶液进行反应，然后
放入真空烘箱中干燥得到第一固体氰基苯并噻二唑前驱体；步骤二、将N
‑
正辛基
‑4‑
溴
‑
1,8
‑
萘酰亚胺、双（频哪醇合）二硼、无水醋酸钾和双（二苯基膦）二茂铁二氯化钯加入无水甲苯中进行反应，然后放入真空烘箱中干燥得到第二固体萘酰亚胺硼酸酯前驱体；步骤三、将第一固体氰基苯并噻二唑前驱体、第二固体萘酰亚胺硼酸酯前驱体、双（二亚苄基丙酮）钯、三邻甲苯基膦和无水碳酸钾加入甲苯和蒸馏水的混合溶剂中加热反应，然后干燥得到固体苯并噻二唑分子存储材料；步骤四、将所述固体苯并噻二唑分子存储材料在真空条件下通过热蒸发沉积到导电基底上，得到一层均匀的有机功能薄膜材料层，然后将金属铝电极蒸镀到有机功能薄膜材料层上，从而获得垂直型三明治结构存储器件，所述导电基底包括硅酸盐玻璃层和位于硅酸盐玻璃层表面的作为底电极的氧化铟锡层，所述有机功能薄膜材料层位于氧化铟锡层的表面。
[0007]上述技术方案中进一步改进的方案如下：1、上述方案中，步骤一中的反应的条件为氩气保护下温度45
ꢀº
C反应30分钟，而后升温至80
ꢀº
C，反应15小时。
[0008]2、上述方案中，步骤一中放入真空烘箱中干燥之前，用乙酸乙酯萃取并用无水硫酸钠干燥，再通过旋转蒸发浓缩收集，再通过柱层析方法提纯。
[0009]3、上述方案中，步骤二中在加入双（二苯基膦）二茂铁二氯化钯之前，向混合物鼓氩气20分钟，在加入双（二苯基膦）二茂铁二氯化钯之后鼓氩气15分钟；4、上述方案中，步骤二中反应混合物在70
ꢀº
C反应16小时后，在放入真空烘箱中干燥之前，用二氯甲烷萃取并用无水硫酸钠干燥，再通过旋转蒸发浓缩收集，再通过柱层析方法提纯。
[0010]5、上述方案中，所述步骤三中在加入第一固体氰基苯并噻二唑前驱体、第二固体萘酰亚胺硼酸酯前驱体后且在加入双（二亚苄基丙酮）钯、三邻甲苯基膦之前向混合物鼓氩气15 分钟；所述步骤三中在添加双（二亚苄基丙酮）钯和三邻甲苯基膦之后，鼓氩气10分钟后，将混合物加热至70
ꢀº
C 反应16 小时。
[0011]6、上述方案中，所述步骤三中干燥前将反应混合物冷却至室温，用乙酸乙酯萃取并用蒸馏水与饱和食盐水洗涤数次，所得有机提取物通过旋转蒸发浓缩收集，最后以二氯甲烷石油醚为洗脱剂，通过柱层析方法提纯。
[0012]7、上述方案中，所述步骤四的加热沉积条件为10
‑
6 Torr真空度，1.0
ꢀÅ
/s的沉积速率，所述的有机功能薄膜材料层的厚度约为90纳米。
[0013]8、上述方案中，所述步骤四中所述金属铝电极通过掩膜板真空蒸镀到有机功能薄膜材料层表面，真空度为10
‑
6 Torr，蒸镀的速度为1.0
ꢀÅ
/s，厚度约为100纳米。
[0014]一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法在信息存储领域的应用。
[0015]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术苯并噻二唑分子三进制电存储材料的制备方法及其应用，其苯并噻二唑分子材料在热蒸发沉积获得的薄膜中呈现出连续的纳米结节状织构，纳米结宽度为100
‑
200纳米，表面粗糙度约为0.77纳米，这种平滑有序的薄膜表面有利于降低电极与材料界面之间的接触电阻，保证顺畅的界面电荷传输通道，从而确保电流在电极与有机功能薄膜材
料层之间高效流通，降低电存储器件工作时的阈值电压；此外，该分子薄膜具有自底向上择优取向的多丘状结构，对于垂直型结构存储器件而言，这种形貌可以促进沿垂直方向的电荷传输，有利于提高存储器件在垂直方向的三进制电转换响应，包括良好的电信号开关行为、良好的耐久性和再现性。
[0016]2、本专利技术苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法及其应用，其苯并噻二唑分子存储材料以苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将4,7
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二溴
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2,1,3
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苯并噻二唑、无水碳酸钾和四（三邻甲苯基膦）钯加入四氢呋喃和蒸馏水的混合溶剂中，逐滴添加4
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氰基苯硼酸的四氢呋喃溶液进行反应，然后放入真空烘箱中干燥得到第一固体氰基苯并噻二唑前驱体；步骤二、将N
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正辛基
‑4‑
溴
‑
1,8
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萘酰亚胺、双（频哪醇合）二硼、无水醋酸钾和双（二苯基膦）二茂铁二氯化钯加入无水甲苯中进行反应，然后放入真空烘箱中干燥得到第二固体萘酰亚胺硼酸酯前驱体；步骤三、将第一固体氰基苯并噻二唑前驱体、第二固体萘酰亚胺硼酸酯前驱体、双（二亚苄基丙酮）钯、三邻甲苯基膦和无水碳酸钾加入甲苯和蒸馏水的混合溶剂中加热反应，然后干燥得到固体苯并噻二唑分子存储材料；步骤四、将所述固体苯并噻二唑分子存储材料在真空条件下通过热蒸发沉积到导电基底上，得到一层均匀的有机功能薄膜材料层（1），然后将金属铝电极（2）蒸镀到有机功能薄膜材料层（1）上，从而获得垂直型三明治结构存储器件，所述导电基底包括硅酸盐玻璃层（3）和位于硅酸盐玻璃层（3）表面的作为底电极的氧化铟锡层（4），所述有机功能薄膜材料层（1）位于氧化铟锡层（4）的表面。2. 根据权利要求1所述苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法，其特征在于：步骤一中的反应的条件为氩气保护下温度45
ꢀº
C反应30分钟，而后升温至80
ꢀº
C，反应15小时。3.根据权利要求1所述苯并噻二唑分子三进制电存储器件的制备方法，其特征在于：步骤一中放入真空烘箱中干燥之前，用乙酸乙酯萃取并用无水硫酸钠干燥，再通过旋转蒸发浓缩收集，再通过柱层析方法提纯。4.根据权利要求1所述苯并噻二唑分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：施智明，李阳，凌松涛，侯丹丹，朱晓琳，李静妮，张雨芬，张程，马春兰，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：