有機二極管電存儲器件及其機理研究.pdf

1、有機二極管電存儲器具有結構簡單并且可設計性強，可以薄膜化，可以通過三維堆疊提高存儲密度，可以彎曲折疊等眾多優(yōu)點。有機二極管電存儲器作為替換或補充現有的無機半導體存儲技術的下一代數據存儲技術具有極大的研究價值和經濟前景。但是目前有機二極管電存儲器研制工作還處于起步階段，存儲器件性能穩(wěn)定性以及存儲機制等問題亟待解決。因此設計制備存儲性能穩(wěn)定的器件并對其存儲機制深入研究具有重要意義。
　　本論文設計制備了一系列存儲性能穩(wěn)定的二極管器件并

2、對其各自的工作機制進行了詳細探討，為具有普適性、可定量描述有機二極管存儲機制的物理模型提出，引導器件設計，實現有機二極管電存儲器量產，提供了技術鋪墊。
　　（1）具有非易失性一次寫入多次讀取存儲功能的二極管電存儲器件 Indium Tin Oxide/poly(N-vinylcarbazole)/SiO2 nanoparticles/poly(N-vinylcarbazole)/Aluminium被成功設計制備。二氧化硅納米粒在器

3、件中的應用使得器件在較低電壓下的開關電流比從20增大到了700，并且在較高電場下該器件還顯示出負微分電阻現象。對比發(fā)現兩層聚乙烯基咔唑材料薄膜之間的二氧化硅納米粒尺寸對提高該存儲器件的重復性以及開態(tài)信息維持時間具有重要作用。通過該存儲器件的電流與電壓特性關系進行理論模型擬合和器件結構掃描電子顯微鏡表征對其存儲機制進行了研究，而其負微分電阻效應的強度僅與聚乙烯基咔唑材料薄膜界面上的缺陷和電荷陷阱有關，因此植入更多電荷陷阱在聚乙烯基咔唑材料

4、薄膜中就可以擴大負微分電阻效應。
　?。?）研究了Indium Tin Oxide/Graphene Oxide/Aluminium結構二極管器件存儲特性，發(fā)現器件幾何結構和鋁電極厚度不同則器件存儲行為也會不同。當鋁電極相對較厚時交叉點陣中器件顯示出三階存儲效應，而對應的交叉條形陣列中器件表現出了靜態(tài)隨機存儲特性。當鋁電極厚度較薄時，上述器件均具有閃存特性。該二極管結構器件不同存儲行為歸因于氧化石墨烯薄膜的氧化還原模式和程度不同所

5、導致。
　?。?）研究了本課題組合成的小分子材料以及商業(yè)化的聚甲基丙烯酸甲酯材料的二極管電存儲特性，“電極/有機小分子/電極”結構中不同電極、器件陣列和保護電流限制均會導致不同存儲特性。對Indium Tin Oxide/Polymethylmethacrylate/Aluminium結構二極管器件研究發(fā)現具有穩(wěn)定的閃存特性，器件中聚甲基丙烯酸甲酯材料薄膜的掃描電子顯微鏡圖像顯示出有較多微孔分布，對比得出微孔是導致該器件實現閃存的