側鏈含芘,萘酰亞胺的小分子單體及聚合物的合成及電存儲性能的研究.pdf

1、基于傳統(tǒng)的二進制半導體存儲受晶體管尺寸的限制，其存儲密度已經(jīng)走向極限，不能滿足當今社會的信息爆炸式增長的需求。聚合物由于擁有多樣化的低成本的成膜方式（噴涂，滾涂，旋涂，打印等），良好的可擴展性，機械強度，具有潛在應用前景，在信息存儲領域引起了各國科學工作者的關注。但目前聚合物存儲材料大部分是基于二位存儲性能的器件，只能通過減少器件尺寸和使用多層裝置的方式，線性的提高存儲單元的存儲密度?；诙噙M制聚合物存儲材料報道較少，仍處于理論研究的起

2、始階段，因此需要我們設計更多更實用的聚合物存儲材料實現(xiàn)多進制存儲。本文設計合成了含芘類，含萘酰亞胺類單體小分子和聚合物，通過分子基團的調(diào)控實現(xiàn)存儲性能的調(diào)控和優(yōu)化。
　　1）側鏈均聚物分別含萘環(huán)和芘環(huán)結構的PMNPE和PMPPE采用原子轉移自由基聚合方法（ATRP）合成出來。通過I-V性能測試，PMNPE的性能顯示出二位WORM（一次寫入）存儲，PMPPE的性能顯示出三位SRAM（多次寫入）存儲。為此對聚合物PMNPE和PMPPE

3、的進行了熱力學（TGA和DSC），結構特征（AFM和XRD），光學性質（UV），電化學性質（CV）的表征。結果表明：PMNPE呈現(xiàn)無定形態(tài)，萘基團在整個共軛體系中，由于構型扭轉困難，存儲機理主要是以電荷轉移為主，且這種電荷轉移在電場下是不可回復，所以PMNPE呈現(xiàn)出二位WORM存儲類型；芘的共軛平面比萘大且PMPPE存在一定的微晶結構，構型扭轉容易，存儲機理主要是構型扭轉&電荷轉移雙機理，并且這種構型扭轉是可以回復的，所以 PMPPE呈

4、現(xiàn)出三位SRAM的存儲性能。這也對我們今后的多進制材料提供的新借鑒。
　　2）本文利用ATRP的方法首先合成出含有醛基的功能聚合物（PVB），由于醛基和肼基能在溫和的條件下反應，以4-肼-1.8-萘二酰亞胺和對硝基苯肼作為吸電子能力不同的基團，按照不同比例去接枝聚合物PVB，獲得PVB-DHI,PVB-DHI4NPH,PVB-DHINPH4和PVB-NPH。其中PVB-DHI顯示出良好的二位DRAM存儲類型，PVB-DHI4NPH

5、顯示出良好的三位WORM存儲性能，PVB-DHINPH4和PVB-NPH顯示出良好的二位WORM存儲性能，這表明以PVB作為功能聚合物主鏈，調(diào)控兩種萘酰亞胺和硝基的接枝比率，從而實現(xiàn)二次不同程度強弱的電荷轉移，進而從二進制走向三進制存儲。
　　3）我們合成了三個不同長短烷基橋鏈的雙萘酰亞胺-腙式結構分子,分別是1.1-2Ni，1.2-2Ni和1.3-2Ni。它們含有相同的供電子基團和吸電子基團，但由于三個分子不同的堆積導致其存儲行

6、為不同。1.1-2Ni分子間堆積呈現(xiàn)無定形態(tài)，電場誘導下產(chǎn)生的電荷轉移復合物在撤銷電場后較慢的回復到起始狀態(tài)，呈現(xiàn)出二位 SRAM存儲行為；1.2-2Ni分子間由于存在萘二酰亞胺的π-π堆積，相當于形成了吸電子能力更強的基團，在電場作用下生成穩(wěn)定的電荷轉移復合物，在撤銷電場后沒有回復到初始狀態(tài)，施加反向電壓后，存儲器件才從高導態(tài)回復到起始狀態(tài)，顯示出二位Flash存儲性能；1.3-2Ni分子間的D-A與A-D之間的π-π堆積，更有利于載