有機材料的多進制電存儲機理研究與性能最佳化

《有機材料的多進制電存儲機理研究與性能最佳化》是依託蘇州大學，由賀競輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：有機材料的多進制電存儲機理研究與性能最佳化
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：賀競輝
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

存在多個穩定電導態的有機共軛材料可製成具有多進制電阻式存儲器件，具有信息密度高，結構簡單，讀寫速度快等優點。但各種有機多進制存儲機理或直接套用無機材料機理，或只考慮單分子電學性質，均無法滿意解釋已有實驗事實，存在諸多爭論，大大的阻礙了電存儲的研究。本項目基於課題組多年有機小分子多進制電存儲研究結果，擬從單分子電學性質以外新視角研究其機理。首先創新性設計電學性質幾乎相同的系列分子，消除單分子性質引起的變化，控制成膜條件。再利用表面化學、晶體結構解析、理論計算等工具考察所製成存儲器件中分子和電極界面，分子間，晶疇間三種相互作用。從而將以上三種作用引起的器件性能變化做統計性關聯，建立新穎、可信的有機電存儲機理。所獲機理可有效指導有機多進制電存儲器件的設計和性能最佳化，獲得性能優異，重現性高的有機多進制電存儲器件。

結題摘要

現有有機多進制存儲機理或直接套用無機材料機理，或只考慮單分子電學性質，均無法滿意解釋已有實驗事實，存在諸多爭論的問題，阻礙了有機多進制性能的進一步最佳化。在本項目支持下，申請人三年來聚焦多態電存儲材料與器件的基礎研究，合成了兩個系列有機電存儲材料，設計開發了系列多態電存儲新材料，從表界面科學揭示多態電存儲機理和最佳化器件可靠性,持續最佳化器件產率與環境穩定性；開發多態存儲新器件類型，實現四態電存儲；開拓多態電存儲材料新的氣濕敏套用，研製氣體感測器，成功套用於環境檢測。主要原創性成果包括： (1)率先在多態電存儲器件工藝中引入表界面工程，多進制電存儲器件產率86%為報導最高，大大最佳化器件可靠性；(2)提出配位鍵強化電存儲材料新策略，提升器件抗高溫、火焰、輻射穩定性，超越傳統快閃記憶體技術；(3)實現了國際上第一個獨立的理想憶容器件，實現超高產率四進制存儲，開拓多態存儲器件新領域；(4)提出離子共軛（ion-in-conjugation）概念，打破多項氣體感測下限記錄。以第一或通訊作者身份在Advanced Material等期刊等發表SCI論文21篇。授權中國發明專利9項，美國專利4項。獲江蘇省政府科學技術一等獎（排名5），2017教育部自然科學一等獎（排名6），培養研究生10名，參加多項國內外會議，產生了良好的學術影響。以上科研成果可有效指導有機多進制電存儲器件的設計和性能最佳化，實現了獲得性能優異，重現性高的有機多進制電存儲器件。對有機多進制電存儲器件商業化提供了技術基礎，並為有機多進制電存儲材料拓展了套用。