專利名稱：二芳基酮中心的偶氮分子三進制電存儲材料及制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電存儲材料，具體涉及一種以二芳基酮為中心基團的偶氮分子三進制電存儲材料及其制備和應(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，對大容量信息存儲器件的研究成為科學家們亟需解決的難題。早在1999年，美國國防高級研究計劃署就已提出了超高密度數(shù)據(jù)存儲計劃，即要求數(shù)據(jù)存儲容量大于1012bits/cm2才能滿足信息時代發(fā)展的需求。為了實現(xiàn)超高密度數(shù)據(jù)存儲，通常有兩個可行性策略從器件制備的角度來看，盡管納米尺度下制作工藝的局限限制了存儲單元尺寸的進一步縮小，但是制備出三維(3D)堆疊的存儲器件卻是為獲得高密度數(shù)據(jù)存儲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、耗時費力且技術(shù)要求高。另外一種能高效提升數(shù)據(jù)存儲密度的方法便是增 加每個存儲單元中的存儲態(tài)的數(shù)值(即存儲態(tài)由“O”和“I”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?”、“1”、“2”…)。至IJ目前為止，在半導體、光和磁性材料方面的數(shù)據(jù)存儲的成功先例幾乎都是二進制的，即只有兩個輸出信號“0”和“I”。僅有極少數(shù)的例子報道了這種三進制電存儲器件，可能是因為缺乏合適的功能材料或?qū)崿F(xiàn)存儲的機理尚不明確。2008年，美國科學家阿加沃首次報道了基于核-殼結(jié)構(gòu)的Ge2Sb2Te5/GeTe納米線的三進制存儲行為，在向納米線施加脈沖電場時產(chǎn)生了從晶態(tài)到中間態(tài)再到非晶態(tài)的兩個相變過程，從而對應(yīng)了 “0”，“1”，“2”三個不同的導電態(tài)，成功突破了傳統(tǒng)的二進制存儲限制[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施加偏壓可以實現(xiàn)三種相態(tài)的變化進而實現(xiàn)三進制數(shù)據(jù)存儲，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。因此，尋找具有長效穩(wěn)定性及器件化工藝簡便的多進制數(shù)據(jù)存儲材料迫在眉睫。近年來，有機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)計的多樣性而備受化學家們青睞。令人鼓舞的是，本申請人最近已成功地報道了基于有機小分子的穩(wěn)定的三進制存儲器件[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”的二進制存儲體系相比，其可使單位面積內(nèi)的存儲密度成千萬倍的增長，這即可實現(xiàn)以更少的存儲單元獲得驚人的存儲能力，將使電子器件變得更加緊湊，也意味著器件制造工藝會更為簡單，從而實現(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器件。有機三進制存儲器件實現(xiàn)的同時也啟發(fā)著我們探索不同種類的存儲材料與薄膜質(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)計性能更為優(yōu)異的多進制存儲材料提供理論指導和借鑒經(jīng)驗。因此，對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制電存儲材料，以二芳基酮為中心基團的新型偶氮分子。本發(fā)明公開了下述通式I的三進制電存儲材料，所述的三進制電存儲材料屬于具
有對稱結(jié)構(gòu)的以二芳基酮為中心基團的雙偶氮類化合物。
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、在氮氣氛圍下，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乙醇或無水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，有機相先后以水、飽和食鹽水洗滌，無水碳酸鉀或無水硫酸鎂干燥，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制數(shù)據(jù)存儲器件，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薄膜層，底電極、有機薄膜層和上電極構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，所述的有機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所述的存儲器件，其特征在于所述的底電極的厚度為10 300nm，有機薄膜層的厚度為20 150nm，上電極的厚度為20 300nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器件，其特征在于所述底電極的材料為ITO導電玻璃、可蒸鍍金屬或?qū)щ娋酆衔铩?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲器件，其特征在于所述可蒸鍍金屬為金、鉬、銀、鋁或銅；所述導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，形成一層有機薄膜；再在有機薄膜上真空沉積一層上電極，制成“底電極/有機薄膜/上電極”的三明治結(jié)構(gòu)的三進制數(shù)據(jù)存儲器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以二芳基酮為中心基團的偶氮分子三進制電存儲材料及其制備和應(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?；?、4,4’-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單；采用該偶氮分子制成“底電極/有機薄膜/上電極”的三明治結(jié)構(gòu)的三進制數(shù)據(jù)存儲器件，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)存儲量比基于“0”和“1”二進制數(shù)據(jù)存儲呈指數(shù)級增長，在未來超高密度數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用中具有巨大的價值。
文檔編號H01L51/40GK102936208SQ201210469630
公開日2013年2月20日 申請日期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 申請人:蘇州大學