有機雙穩(wěn)態(tài)記憶器件電學特性研究.pdf

1、有機雙穩(wěn)態(tài)器件因具有數(shù)據(jù)保存時間長、低功耗、低成本、工藝簡單并可以制備于柔性襯底上等種種優(yōu)點，受到人們的廣泛關注。大量采用不同材料和結構的有機雙穩(wěn)態(tài)器件被紛紛研發(fā)出來。目前雖然有很多雙穩(wěn)態(tài)器件的報道，但是對于雙穩(wěn)態(tài)器件中的基本物理機理還不是十分清楚。本論文主要是研究有機小分子電雙穩(wěn)態(tài)器件的基本電學性質和內在機理。具體內容如下：
　　 1、我們研究了器件的導電性對有機雙穩(wěn)態(tài)器件電學性質的影響。我們發(fā)現(xiàn)利用導電性很好空穴傳輸材料Pe

2、ntacene以及CuPc制作的單層有機雙穩(wěn)態(tài)器件，在不同的偏壓掃描下表現(xiàn)出不同的雙穩(wěn)態(tài)特性：正偏壓下沒有負微分電阻區(qū)(NDR)，器件進入ON態(tài)后無法在高電壓下擦除為OFF態(tài)；負偏壓下有負微分電阻區(qū)，器件進入ON態(tài)后可以轉變變?yōu)镺FF態(tài)。而進一步的實驗表明這種不同偏壓下雙穩(wěn)態(tài)的不對稱性與器件有機層的導電性之間有密切的聯(lián)系。通過在ITO/有機界面處，以及有機層內插入阻擋層或者是通過增加器件厚度的辦法來降低有機層中的空穴電流，我們發(fā)現(xiàn)正偏壓

3、掃描轉變?yōu)榕c負偏壓掃描相似的雙穩(wěn)態(tài)特性。我們認為導電微通道能夠比較好的解釋上述現(xiàn)象。
　　 2、我們繼續(xù)研究了影響器件雙穩(wěn)態(tài)特性的其他因素，觀察到了有機MIM結構的記憶器件開啟時間隨著器件的厚度以及環(huán)境溫度的改變而發(fā)生改變，表現(xiàn)出在低溫和低的電場強度下的延遲開啟現(xiàn)象。器件由OFF態(tài)轉變?yōu)镺N態(tài)的開啟時間將隨著溫度和電場的降低而逐漸增加。在這一工作中，我們基于導電微通道模型進一步提出了唯像的金屬納米針尖生長機制來解釋所觀察到的實驗

4、現(xiàn)象，針尖的生長速率與金屬原子在電場作用下在針尖表面的遷移速率有密切的關系。這一工作也使我們對有機記憶器件的工作機理有了更進一步的理解。
　　 3、研究氣氛對有機雙穩(wěn)態(tài)器件的影響。我們系統(tǒng)研究了MIM結構的有機雙穩(wěn)態(tài)器件在不同類型的氣氛中(惰性氣體N2、He、Ar，還原性氣體H2，以及氧化性氣體O2)的I-V特性。器件在真空中、惰性氣體、還原性氣體氛圍中具有穩(wěn)定可多次擦寫的雙穩(wěn)態(tài)I-V特性，而在O2中表現(xiàn)為：隨著O2氣壓的逐步增