專利名稱：二芳基酮中心的偶氮分子三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料及制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電存儲(chǔ)材料，具體涉及一種以二芳基酮為中心基團(tuán)的偶氮分子三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
由于電子器件的微型化和信息技術(shù)的爆炸式發(fā)展，對(duì)大容量信息存儲(chǔ)器件的研究成為科學(xué)家們亟需解決的難題。早在1999年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃署就已提出了超高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)劃，即要求數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大于1012bits/cm2才能滿足信息時(shí)代發(fā)展的需求。為了實(shí)現(xiàn)超高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通常有兩個(gè)可行性策略從器件制備的角度來(lái)看，盡管納米尺度下制作工藝的局限限制了存儲(chǔ)單元尺寸的進(jìn)一步縮小，但是制備出三維(3D)堆疊的存儲(chǔ)器件卻是為獲得高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了一條行之有效的途徑。然而，這種3D器件的制備工藝復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力且技術(shù)要求高。另外一種能高效提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的方法便是增 加每個(gè)存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)態(tài)的數(shù)值(即存儲(chǔ)態(tài)由“O”和“I”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?”、“1”、“2”…)。至IJ目前為止，在半導(dǎo)體、光和磁性材料方面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成功先例幾乎都是二進(jìn)制的，即只有兩個(gè)輸出信號(hào)“0”和“I”。僅有極少數(shù)的例子報(bào)道了這種三進(jìn)制電存儲(chǔ)器件，可能是因?yàn)槿狈线m的功能材料或?qū)?shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的機(jī)理尚不明確。2008年，美國(guó)科學(xué)家阿加沃首次報(bào)道了基于核-殼結(jié)構(gòu)的Ge2Sb2Te5/GeTe納米線的三進(jìn)制存儲(chǔ)行為，在向納米線施加脈沖電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生了從晶態(tài)到中間態(tài)再到非晶態(tài)的兩個(gè)相變過(guò)程，從而對(duì)應(yīng)了 “0”，“1”，“2”三個(gè)不同的導(dǎo)電態(tài)，成功突破了傳統(tǒng)的二進(jìn)制存儲(chǔ)限制[Y. W. Jung, S. H. Lee, A. T. Jennings, R.AgarwaI, Nano Lett. 2008，8，2056.]。但遺憾的是雖然上述的納米線通過(guò)施加偏壓可以實(shí)現(xiàn)三種相態(tài)的變化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，但該材料的穩(wěn)定性及器件制備工藝的繁瑣性使其離真正意義上的器件制作和應(yīng)用還非常遙遠(yuǎn)。因此，尋找具有長(zhǎng)效穩(wěn)定性及器件化工藝簡(jiǎn)便的多進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料迫在眉睫。近年來(lái)，有機(jī)小分子材料由于分子結(jié)構(gòu)明確、易于純化、批量批次的可重復(fù)性以及分子設(shè)計(jì)的多樣性而備受化學(xué)家們青睞。令人鼓舞的是，本申請(qǐng)人最近已成功地報(bào)道了基于有機(jī)小分子的穩(wěn)定的三進(jìn)制存儲(chǔ)器件[H. Li, Q. Xu, N. Li, R. Sun, J. Ge, J. Lu, H. Gu, F.Yan, J. Am. Chem. Soc. 2010，132，5542.]。與“O”和“I”的二進(jìn)制存儲(chǔ)體系相比，其可使單位面積內(nèi)的存儲(chǔ)密度成千萬(wàn)倍的增長(zhǎng)，這即可實(shí)現(xiàn)以更少的存儲(chǔ)單元獲得驚人的存儲(chǔ)能力，將使電子器件變得更加緊湊，也意味著器件制造工藝會(huì)更為簡(jiǎn)單，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的容量大、功耗低、尺寸小、成本低的新一代超高密度信息存儲(chǔ)器件。有機(jī)三進(jìn)制存儲(chǔ)器件實(shí)現(xiàn)的同時(shí)也啟發(fā)著我們探索不同種類的存儲(chǔ)材料與薄膜質(zhì)量及器件性能三者之間的相互聯(lián)系，從而為后續(xù)設(shè)計(jì)性能更為優(yōu)異的多進(jìn)制存儲(chǔ)材料提供理論指導(dǎo)和借鑒經(jīng)驗(yàn)。因此，對(duì)這方面的工作開展深入系統(tǒng)地研究具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新的三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料，以二芳基酮為中心基團(tuán)的新型偶氮分子。本發(fā)明公開了下述通式I的三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料，所述的三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料屬于具
有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的以二芳基酮為中心基團(tuán)的雙偶氮類化合物。
權(quán)利要求
1.下述通式(I)的以二芳基酮為中心基團(tuán)的偶氮化合物
2.一種制備權(quán)利要求I所述偶氮化合物的方法，包括下述步驟 a、在氮?dú)夥諊?，將硝基二芳基甲酮和二氯化錫、硫化鈉、硫化銨或鐵粉加酸的絕對(duì)乙醇或無(wú)水1，4- 二氧六環(huán)溶液于50 90°C下加熱反應(yīng)O. 5 I. 5h，所得透明橘黃色溶液冷卻后倒入碎冰中，以10 20wt%的碳酸氫鈉溶液中和pH至7. 5 8. 0，所得乳白色溶液以熱的乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿萃取數(shù)次，有機(jī)相先后以水、飽和食鹽水洗滌，無(wú)水碳酸鉀或無(wú)水硫酸鎂干燥，蒸除溶劑后得通式(II)的亮黃色粉末氨基二芳基甲酮化合物；
3.一種采用權(quán)利要求I所述的偶氮化合物制得的三進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件，包括底電極和上電極，其特征在于還包括設(shè)置在底電極和上電極之間的有機(jī)薄膜層，底電極、有機(jī)薄膜層和上電極構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，所述的有機(jī)薄膜層的材料為通式(I)所述的偶氮化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的底電極的厚度為10 300nm，有機(jī)薄膜層的厚度為20 150nm，上電極的厚度為20 300nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于所述底電極的材料為ITO導(dǎo)電玻璃、可蒸鍍金屬或?qū)щ娋酆衔铩?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于所述可蒸鍍金屬為金、鉬、銀、鋁或銅；所述導(dǎo)電聚合物為聚噻吩或聚苯胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于所述上電極的材料為可蒸鍍金屬或金屬氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于所述可蒸鍍金屬為金、鉬、鋁或銅；所述金屬氧化物為氧化銦錫。
9.一種制備權(quán)利要求3所述存儲(chǔ)器件的方法，包括下述步驟 在底電極上沉積通式(I)的偶氮化合物，形成一層有機(jī)薄膜；再在有機(jī)薄膜上真空沉積一層上電極，制成“底電極/有機(jī)薄膜/上電極”的三明治結(jié)構(gòu)的三進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以二芳基酮為中心基團(tuán)的偶氮分子三進(jìn)制電存儲(chǔ)材料及其制備和應(yīng)用，所述偶氮分子的結(jié)構(gòu)式如下式中，DAK為3,3’-二苯甲?；?,4’-二苯甲?；?,7-芴酮基；R為N,N-二C1～C6直鏈烷基氨基、N,N-二苯基氨基或羥基；本發(fā)明所公開的該偶氮分子的合成工藝簡(jiǎn)單；采用該偶氮分子制成“底電極/有機(jī)薄膜/上電極”的三明治結(jié)構(gòu)的三進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件，制作工藝成熟，器件性能穩(wěn)定，在單位密度內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量比基于“0”和“1”二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，在未來(lái)超高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用中具有巨大的價(jià)值。
文檔編號(hào)H01L51/40GK102936208SQ201210469630
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者路建美, 繆世峰, 李華 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)