[发明专利]同时具备存储与运算功能的高分子忆阻器及其制法和应用

权利要求书

1.一种同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于：所述高分子忆阻器的结构组成自下到上为：

(1)硅衬底；

(2)铂电极；

(3)高分子PFTPA-Fc薄膜活性层；

(4)氧化铟锡电极(ITO)。

2.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于，其在电流较低区域(低导态)和电流较高区域(高导态)的电流-电压曲线表现出完全不一样的特性：在低导态，可以用于多态存储；在高导态，可以实现四则运算。

3.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于，其具有存储功能；在低导态，表现出4个明显不同的电流态，可以用于多态存储。

4.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于，其具有数据处理功能，其包括四则运算以及逻辑运算功能；在高导态，器件的电流和施加电压的次数存在线性关系，利用这个特性实现了四则运算并且实现了二元布尔逻辑“或”的运算。

5.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于，其能实现存储和计算功能的自由切换；通过施加不同电压切换高导态和低导态，从而达到存储和计算功能的自由切换。

6.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器，其特征在于，高分子PFTPA-Fc薄膜活性层结构如下式所示：

其中：n为1～500范围的自然数。

7.一种权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器的高分子忆阻器活性层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)聚{[9,9-二(三苯胺)芴]-[9,9-二(6-溴己基)芴]}(PFTPA-Br)的合成：单体M1[2,7-二溴-9,9二(三苯胺)芴]和M2[2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷-2-基)-9,9-二己基芴]和碳酸钾在氮气保护下以摩尔比1：1：4的比例加入到甲苯与水体积比5：1的混合溶剂中，加入四(三苯基膦)钯催化剂进行反应，分离提纯得到高分子PFTPA-Br；

2)聚{[9,9-二(三苯胺)芴]-[9,9-二(6-叠氮己基)芴]}(PFTPA-N₃)的合成：将高分子PFTPA-Br、叠氮化钠以摩尔比1：2-3的比例加入到N,N-二甲基甲酰胺中进行回流反应，透析分离提纯得到高分子PFTPA-N₃；单体M1，M2，高分子PFTPA-Br、高分子PFTPA-N3的结构式如下：

其中：n为1～500范围的自然数；

3)活性层材料PFTPA-Fc的合成：在氮气保护下，将PFTPA-N₃和乙炔二茂铁，五甲基二乙烯三胺，溴化亚铜以摩尔比1：1.5-2：1：1-1.5的比例溶于THF加热60℃反应；经过分离提纯，最后通过冷冻干燥得到终产物PFTPA-Fc。

8.如权利要求1所述的同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器的制备方法，具体步骤包括：

1)硅/Pt基底依次通过乙醇、丙酮、异丙醇超声20min清洗，氮气吹干；

2)把高分子PFTPA-Fc溶于环己酮溶液中旋涂于Pt底电极上，干燥，厚度128-135nm；

3)将顶电极ITO沉积在活性层表面，沉积厚度128-135nm。

9.如权利要求1-6任一项所述同时具备存储和运算功能的高分子忆阻器其存储和计算功能以及功能切换的实现方法。

10.一种权利要求1所述同时具有存储和运算功能的高分子忆阻器在信息存储和信息处理上的应用。