[发明专利]一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于共价有机聚合物薄膜材料的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及其制备方法。该可调电阻开关行为的多级阻变存储材料为一种共价有机聚合物薄膜，其是以1,3,6,8‑四（4‑氨基苯基）芘和三醛基间苯三酚为反应单体，通过希夫碱缩合反应制备。并制备了ITO/2DPsubgt;PyTTA+Tp‑n/subgt;/Ag三明治夹心结构存储器件。在反应过程中，通过调整混合溶剂体积比例，其显示出可调电阻开关行为存储性能。该共价有机聚合物薄膜可作为一种新型的可调电阻开关行为的多级阻变存储材料。在器件制备和性能方面表现出灵活性、低成本、高开关电流比、低开启电压、高稳定性等特点，适应于广泛条件的存储器件。

技术领域

本发明属于存储器技术领域，具体涉及基于一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储器的及其制备方法。

背景技术

阻变存储器（Resistive random access memory，RRAM）通过外界条件（电）刺激下，可实现在高阻态和低阻态之间可逆转换。其具有容量大、速度快、结构简单、能耗低、易于集成等优点，被认为是最有发展潜力的下一代非易失型存储器。信息技术的快速发展，人们的信息总量呈爆炸式增长，这就要求存储器能够存储更多的信息。多进制存储器能有效地解决信息处理器和内存之间的拥塞瓶颈实现大幅提高存储密度目的。目前，能实现多级忆阻存储的材料只有少数几个，多级阻变存储材料的研究尚处于起步阶段，与未来超高密度信息存储的巨大需求还有很大差距。多级阻变存储相对于二进制的单位存储而言，不仅仅只有0和1两种电阻存储态，其存储容量可用3ⁿ来表达，比二进制的单位存储容量提高亿倍。相较于通过缩小存储器件尺寸或存储器结构采用垂直多层化的手段来提高信息存储密度的方法，应用多进制忆阻存储材料的途径更简单、更易实现。

本发明基于共价有机聚合物薄膜在不同混合溶剂比例的聚合下，在基底上（ITO导电玻璃）原位成膜，将其制备器件得到一种可调电阻开关行为的多级阻变存储器。该薄膜材料运用简单可控的溶剂热合成，其薄膜表面光滑、粗糙度低，通过改变反应过程中混合溶剂比例调控电阻开关行为。本发明制备出低成本、高开关电流比、低开启电压、适合工业大规模生产的可调电阻开关行为的多级阻变存储材料，具有良好的的应用前景。

发明内容

基于上述分析，结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的目的在于提供一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储器及其制备方法。其中1,3,6,8-四（4-氨基苯基）芘（PyTTA）和三醛基间苯三酚（Tp）为反应单体，通过简单的希夫碱缩合反应制备，制备出一种具有可调电阻开关行为的多级阻变存储材料2DP_PyTTA+Tp-n。其制备方法简单、原料易得、易于实现。并且制备过程中无有害产物，为环境友好的绿色合成。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于共价有机聚合物薄膜组成的可调电阻开关行为的多级阻变存储材料，其为一种共价有机聚合物薄膜2DP_PyTTA+Tp-n（n=01、02或03），基于该共价有机聚合物薄膜制备的器件结构如图6所示。该器件为三明治型夹心结构，底部电极可以为但不限于ITO导电玻璃，中间忆阻材料为共价有机聚合物薄膜2DP_PyTTA+Tp-n（n=01、02或03），顶部电极可以为但不限于Ag。

所述共价有机聚合物薄膜材料的制备方法，如图1所示:在N₂气氛下，将PyTTA和Tp溶于二甲基乙酰胺和邻二氯苯的混合溶剂中，再加入基底（ITO导电玻璃）和催化剂醋酸，超声处理；经过三次真空脱气-充气循环后，将反应器置于120 ℃的烘箱中，反应3-5天；反应结束后，将基底转移到二甲基乙酰胺或邻二氯苯中浸泡12-24 h，最后在90-120 ℃的真空烘箱中干燥。