【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机忆阻器保护，具体涉及基于噻吩紫精的有机忆阻器及其制备方法。
技术介绍
1、忆阻器被认为是解决算力问题、突破“摩尔定律”限制、实现存算一体架构最有潜力的新型电子元器件。有机忆阻器的工作原理基于有机材料中电荷载流子的迁移和重新分布。通过施加电压或电流，可以改变有机材料内部的电荷分布，从而改变电阻值。
2、紫精(即4,4′-联吡啶)及其衍生物是一类具有多功能性和应用潜力的有机小分子，因其优异的电子传导性和稳定的氧化还原性质在电化学、材料科学和生物医学领域的研究与应用正在不断拓展，使其成为这些应用中的理想选择之一。紫精类化合物在得失电子过程中具有两种电阻状态，即二价阳离子状态的高阻态以及还原状态或阳离子自由基状态的低阻态。普通的紫精分子由于共轭程度低和带隙宽等原因，在忆阻器应用方面受到很大限制。
3、现有功能层制备方法采用有机溶液旋涂获得，有机材料的优势在于分子结构高度可调，可以根据使用需求来进行调控，甚至还可以增加无机材料所不具备的功能性。同时有机功能层可用于柔性设备，在弯曲、拉伸的情况下也能进行工作。有机材料的功耗较低，不存在发热问题；然而有机分子合成过程复杂，产率低；稳定性不好，循环性能不好；在忆阻器的应用中效果不好等等，且获得的忆阻器不具备整流功能。
4、因此，紫精分子由于共轭程度低和带隙宽等限制其在忆阻器方面的应用，另外，现有有机忆阻器因不具备整流功能无法进一步拓展应用范围。
技术实现思路
1、针对紫精分子由于共轭程度低、带隙
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术提供一种噻吩紫精功能层溶液，该溶液溶质为噻吩紫精化合物和聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，溶剂为n-甲基吡咯烷酮，所述噻吩紫精化合物的结构式如下：
4、
5、所述的噻吩紫精化合物和聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯的质量比为1～2:1。
6、上述噻吩紫精功能层溶液的制备方法，具体采用如下步骤获得：
7、(1)在氩气保护下，将4-吡啶基硼酸频哪醇酯和2,5-二溴噻吩、(三苯基膦)钯、碳酸钠加入混合溶剂中反应，反应完后冷却至室温，减压除去溶剂，获得浓缩液；
8、(2)将步骤(1)浓缩液用氯仿萃取，有机相中加入浓盐酸沉淀，沉淀物溶解于水后，调节ph值为8-9，析出化合物1；
9、
10、(3)将步骤(2)所得化合物1溶解于二氯甲烷，加入三氟甲磺酸甲酯沉淀，沉淀洗脱烘干获得噻吩紫精化合物2；
11、
12、(4)将步骤(2)所得化合物2和聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯溶解于n-甲基吡咯烷酮，得到噻吩紫精功能层溶液。
13、本专利技术提供的噻吩紫精功能层溶液，所述步骤(1)中4-吡啶基硼酸频哪醇酯、(三苯基膦)钯和碳酸钠的摩尔比为110～130：1：290～310，混合溶剂为体积比为45～55：1～2：10～20的甲苯、2,5-二溴噻吩和水，反应温度为80～100℃，反应时间为42～56h。
14、本专利技术提供一种噻吩紫精复合功能层，所述复合功能层包括噻吩紫精功能层和有机功能层，噻吩紫精功能层位于有机功能层上，所述噻吩紫精功能层由上述噻吩紫精功能层溶液旋涂退火获得，所述有机功能层由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸有机功能层溶液旋涂退火获得。
15、上述噻吩紫精功能层溶液在有机忆阻器制备中的应用。
16、上述噻吩紫精复合功能层在有机忆阻器制备中的应用。
17、进一步地，本专利技术提供一种基于噻吩紫精复合功能层的有机忆阻器，包括基底、下电极、上述噻吩紫精复合功能层、上电极，所述下电极沉积于基底，噻吩紫精复合功能层形成在下电极上，上电极沉积于噻吩紫精复合功能层上。
18、本专利技术基于噻吩紫精的有机忆阻器，所述下电极为ito。
19、本专利技术基于噻吩紫精的有机忆阻器，所述上电极为ag。
20、同时本专利技术提供一种基于噻吩紫精复合功能层的有机忆阻器的制备方法，包括如下步骤：
21、s1：制备噻吩紫精功能层溶液；
22、s2：超声处理基底后，氮气气枪风干；
23、s3：于步骤s2基底上热蒸渡沉积下电极；
24、s4：于步骤s3下电极上旋涂聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸溶液，退火形成有机功能层；
25、s5：于步骤s4的有机功能层继续旋涂噻吩紫精功能层溶液，退火形成噻吩紫精功能层；
26、s6：于步骤s5的噻吩紫精功能层上热蒸镀上电极，获得基于噻吩紫精复合功能层的有机忆阻器。
27、本专利技术基于噻吩紫精复合功能层有机忆阻器的制备方法中，所述步骤s3和步骤步骤s6中，上电极和下电极的沉积厚度均为90～110nm。
28、本专利技术基于噻吩紫精复合功能层有机忆阻器的制备方法中，所述步骤s4中聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸溶液由cleviostmph 1000与0.02％的fs-30氟表面活性剂混合搅拌1h得到。
29、本专利技术基于噻吩紫精复合功能层有机忆阻器的制备方法中，所述步骤s4和步骤s5中，旋涂速度均为1500～2500转/min，旋涂时间为40～50s，退火温度为110～130℃，退火时间为20～40min。
30、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
31、(1)本专利技术提供的噻吩紫精功能层溶液，通过引入噻吩杂环，提升了紫精自由基稳定性和电子转移速度，稳定了分子结构，修饰后的噻吩紫精化合物获得的噻吩紫精功能层溶液，用于制备有机忆阻器功能层，获得的忆阻器具有整流功能，解决了紫精由于共轭程度低、带隙宽、自由基状态以及还原态不稳定等限制其在忆阻器中应用的技术问题。
32、(2)本专利技术提供的噻吩紫精复合功能层，功能层由有机功能层和噻吩紫精功能层组成，有机功能层和噻吩紫晶功能层的物理结合效果好，形成均匀的薄膜结构，退火形成平整的层与层间界面，且此双层结构保留了器件整体的透光性，有机功能层是优良的空穴转移材料，将该噻吩紫精复合功能层用于制备有机忆阻器，具备整流功能，拓展了其应用范围，解决了现有制备方法获得的有机忆阻器不具备整流功能应用范围有限的问题，同时对于紫精在忆阻器方面的应用具有十分重要的意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种噻吩紫精功能层溶液，其特征在于，该溶液溶质为噻吩紫精化合物和聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，所述噻吩紫精化合物的结构式如下：
2.一种噻吩紫精功能层溶液的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.如权利要求2所述噻吩紫精功能层溶液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中4-吡啶基硼酸频哪醇酯、(三苯基膦)钯和碳酸钠的摩尔比为110～130：1：290～310，混合溶剂为体积比为45～55：1～2：10～20的甲苯、2,5-二溴噻吩和水，反应温度为80～100℃，反应时间为42～56h。
4.一种噻吩紫精复合功能层，其特征在于，所述复合功能层包括噻吩紫精功能层和有机功能层，噻吩紫精功能层位于有机功能层上，所述噻吩紫精功能层由权利要求1所述的噻吩紫精功能层溶液旋涂退火获得，所述有机功能层由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸溶液旋涂退火获得。
5.一种如权利要求1所述的噻吩紫精功能层溶液在有机忆阻器制备中的应用。
6.一种如权利要求4所述的噻吩紫精复合功能层在有机忆阻器制备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种噻吩紫精功能层溶液，其特征在于，该溶液溶质为噻吩紫精化合物和聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯，溶剂为n-甲基吡咯烷酮，所述噻吩紫精化合物的结构式如下：
2.一种噻吩紫精功能层溶液的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.如权利要求2所述噻吩紫精功能层溶液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中4-吡啶基硼酸频哪醇酯、(三苯基膦)钯和碳酸钠的摩尔比为110～130：1：290～310，混合溶剂为体积比为45～55：1～2：10～20的甲苯、2,5-二溴噻吩和水，反应温度为80～100℃，反应时间为42～56h。
4.一种噻吩紫精复合功能层，其特征在于，所述复合功能层包括噻吩紫精功能层和有机功能层，噻吩紫精功能层位于有机功能层上，所述噻吩紫精功能层由权利要求1所述的噻吩紫精功能层溶液旋涂退火获得，所述有机功能层由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸溶液旋涂退火获得。
5.一种如权利要求1所述的噻吩紫精功能层溶液在有机忆...
【专利技术属性】
技术研发人员：何刚，孙思宇，孙柏，张越巘，曹泽霖，段学刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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