浅析偶氮咔唑—偶氮苯聚合物合成及其电存储性能

论文导读：及均聚物，分别制备成三明治存储器件ITO/Polymer/Al，探讨了它们的电存储性能。（1）设计合成了一种侧链含有咔唑偶氮团的丙烯酸甲酯类单体Azo，我们将其与苯乙烯单体共聚得到共聚物P(Azo)_x(St)_y，测试了器件ITO/P(Azo)_x(St)_y/Al的电存储性能，发现其开启电压与功能性单体含量有着着近似的线性联系，通过对共聚物的薄膜的
摘要：由于信息存储科技迅猛进展，有机聚合物电存储材料得到了科学家们广泛的探讨。基于咔唑和偶氮苯的聚合物合成办法简单，分子结构的可调控性强，在功能高分子材料中存在广泛运用。然而，该类化合物在电存储材料方面报道较少。本文采取化学办法，通过共价键将咔唑与偶氮团连在一起，并通过自由基聚合得到了多种含有咔唑偶氮苯的共聚物及均聚物，分别制备成三明治存储器件ITO/Polymer/Al，探讨了它们的电存储性能。（1）设计合成了一种侧链含有咔唑偶氮团的丙烯酸甲酯类单体Azo，我们将其与苯乙烯单体共聚得到共聚物P(Azo)_x(St)_y，测试了器件ITO/P(Azo)_x(St)_y/Al的电存储性能，发现其开启电压与功能性单体含量有着着近似的线性联系，通过对共聚物的薄膜的紫外及循环伏安测试，我们探讨得到了其线性变化的内在理由是与P(Azo)_x(St)_y薄膜的HOMO与ITO之间能垒差ΔEp有联系，同时我们通过论述计算分析了器件的存储机理。由此本系统的探讨对器件开启电压的降低有了实验和论述的基础，对未来器件能耗的降低的探讨起到了积极意义。（2）通过对咔唑偶氮苯与主链之间的间隔基的调节，我们设计合成了两种含有不同间隔基的均聚物PBCAZO和PMCZAZO，测试了器件ITO/PBCAZO/Al和ITO/PMCZAZO/Al的电存储性能。我们发现间隔基的不同大大影响了其材料制备成器件的性能，均聚物PBCAZO薄膜退火后所制备的ITO/PBCAZO/Al实现了三进制的存储性能，而PMCZAZO退火前后制备的器件ITO/PMCZAZO/Al都只是二进制的存储器件。我们对两种均聚物的薄膜XRD、AFM和紫外探讨得出PBCAZO薄膜在退火后侧链形成了规整性的有序排列时其实现三进制存储的重要理由。这为今后实现多进制存储材料分子结构和性能之间的联系奠定了一定的论述基础。（3）基于在二进制存储材料机理的探讨发现，构象变化和电荷陷阱都可从实现二进制存储，于是我们设计合成了含有构象变化和电荷陷阱基团的共聚物PY-VCz，于此同时我们也合成了只含有构象改变可能的共聚物PS-VCz作为比较探讨了这两聚物的电存储性能。结果显示器件ITO/PY-VCz/Al具有三进制WORM型存储，而器件ITO/PS-VCz/Al只具有二进制的存储。由此该系列共聚物的探讨达到了通过分子结构调控实现器件存储性能重大突破的目的。（4）通过第二个系统的探讨发现分子在成膜历程中有序的堆积对器件的性能有重大的影响，于是我们通过调节是否含有甲氧基，设计合成了的偶氮噻唑小分子化合物BPMBE和BPBE，通过表征我们发现含有甲氧基的BPMBE分子在成膜后分子有序程度显著比BPBE好，在性能上呈现出BPMBE器件的开启电压比BPBE器件要小。通过对两种分子的AFM、XRD等的测试，探讨了-OCH_3基团的引入使得器件的开启电压降低的理由。此外根据I V扫描曲线，模拟了两种器件OFF态和ON态的电流模型。通过上面陈述的系统的探讨，我们得出分子在薄膜中的有序排列、电荷陷阱及基团的构象变化都会影响存储的性能，这对今后通过分子空间结构设计来调节电存储性能存在重要的借鉴作用。关键词：聚合物论文咔唑论文偶氮苯论文电存储论文三进制论文
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Abstract6-11
第一章 序言11-34

1.1 聚合物电存储材料概述11-16

1.1 概述11

1.2 聚合物电存储器件结构和制作办法11-14

1.3 聚合物电存储材料的存储类型14-16

1.2 聚合物电存储材料传导机理分类及探讨发展16-31

1.2.1 基于聚合物中分子构型转换而引起的电学双稳态16-19

1.2.2 基于聚合物中电荷捕获和释放历程的电学双稳态19-24

1.2.3 基于聚合物中电荷转移的电学双稳态24-28

1.2.4 基于聚合物中纳米复合物间氧化还原效应的电学双稳态28-31

1.3 本文探讨的目的和作用31-32

1.4 本文的探讨内容32-33

1.5 本文的创新点33-34

第二章 侧链含咔唑偶氮团的丙烯酸甲酯类共论文导读：章小结57-58第四章侧链含咔唑基团的苯乙烯类共聚物的电存储性能探讨58-66摘要584.1引言584.2实验部分58-604.2.1实验原料和试剂58-594.2.2分析办法594.2.3聚合物PS-VCz和PY-VCz的的合成59-604.2.4器件的制作604.3结果与讨论60-654.3.1聚合物PS-VCz和PY-VCz的表征60-624.3.2聚合物PS-VCz和PY-VCz的电存
聚物的电存储性能探讨34-45
摘要34

2.1 引言34

2.2 实验部分34-37

2.1 实验原料和试剂34-35

2.2 分析办法35

2.3 聚合物 P(Azo)_x(St)_y的合成35-37

2.3.4 器件制作37

2.3 结果与讨论37-44

2.3.1 聚合物 P(Azo)_x(St)_y的表征37-39

2.3.2 聚合物 P(Azo)_x(St)_y的电存储性能39-44

2.4 本章小结44-45

第三章 侧链含咔唑硝基偶氮苯的均聚物的电存储性能探讨45-58
摘要45

3.1 引言45-46

3.2 实验部分46-48

3.

2.1 实验原料和试剂46

3.

2.2 分析办法46-47

3.

2.3 聚合物 PBCAZO 和 PMCZAZO 的合成47-48

3.

2.4 器件制作48

3.3 结果与讨论48-57

3.1 聚合物 PBCAZO 和 PMCZAZO 的表征48-50

3.2 聚合物 PBCAZO 和 PMCZAZO 的电存储性能50-57

3.4 本章小结57-58

第四章 侧链含咔唑基团的苯乙烯类共聚物的电存储性能探讨58-66
摘要58

4.1 引言58

4.2 实验部分58-60

4.

2.1 实验原料和试剂58-59

4.

2.2 分析办法59

4.

2.3 聚合物 PS-VCz 和 PY-VCz 的的合成59-60

4.

2.4 器件的制作60

4.3 结果与讨论60-65
4.

3.1 聚合物 PS-VCz 和 PY-VCz 的表征60-62

4.

3.2 聚合物 PS-VCz 和 PY-VCz 的电存储性能62-65

4.4 本章小结65-66
第五章 含甲氧基的偶氮噻唑小分子电存储性能探讨66-77
摘要66

5.1 引言66

5.2 实验部分66-69

5.

2.1 实验原料和试剂66

5.

2.2 分析办法66-67

5.

2.3 化合物 BPBE 和 BPMBE 的合成67-68

5.

2.4 器件的制作68-69

5.3 结果与讨论69-75
5.

3.1 化合物 BPBE 和 BPMBE 的表征69-70

5.

3.2 化合物 BPBE 和 BPMBE 的电存储性能70-75

5.4 本章小结75-77
第六章 结论77-79

6.1 本论文总结77-78

6.2 展望78-79

参考文献79-86
攻读硕士学位期间整理及公开发表的论文86-87
致谢87-88