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      8. 先進高分子材料研究所在柔性阻變存儲器領域取得新進展

        2022-05-30 中國包裝材料網

        簡介:  近日,鄭州大學先進高分子材料研究所高分子智能材料團隊在高性能柔性阻變存儲器領域取得新進展,相關成果以Resistance-switchable con...

          近日,鄭州大學先進高分子材料研究所高分子智能材料團隊在高性能柔性阻變存儲器領域取得新進展,相關成果以“Resistance-switchable conjugated polyrotaxane for flexible high-performance RRAMs”為題發表在材料領域高水平期刊Materials Horizons(IF: 14.4)上。鄭州大學材料科學與工程學院博士畢業生周建魁為第一作者,孫晴晴博士、劉旭影教授和張麗教授為共同通訊作者。我院為唯一通訊單位。

          電阻式隨機存取存儲器(RRAM)是一種在外加電場下能夠實現電阻開關效應的非易失性信息存儲技術。目前,RRAM所采用的存儲介質主要有金屬氧化物、有機分子、二維材料、鈣鈦礦和碳納米材料等,其中,共軛聚合物(CPs)可以通過摻雜實現導電性從絕緣體到金屬導體的變化,且電子結構可設計、柔韌性較好、可溶液加工以及可大規模生產而最適宜做柔性可穿戴RRAM。但已有的共軛聚合物阻變存儲器響應速度慢、驅動電壓高、保留時間和續航時間短、機械性能差以及開關原理不明確限制了其發展。所以,設計和制備新型導電高分子材料,提升其阻變性能,是目前該領域的研究焦點。

          這項研究報道了一種基于超分子相互作用的共軛聚輪烷——β-環糊精包含聚苯胺分子(CPR1)的合成及其在高性能柔性非易失性RRAM器件中的應用。本文在前人研究的基礎上,制備的CPR1具有較高的包含比,在水及大多數溶劑中都表現出良好的溶解性,且在大氣環境下具有較好的穩定性?;贑PR1的RRAM器件具有簡單的“三明治結構”,且非易失性存儲性能優異:具有極高的開關比(108),29 ns的超快響應,良好的可靠性和重現性,以及長期穩定性。首次提出了聚苯胺與環糊精之間電場誘導的可逆質子摻雜/去摻雜的阻變機理,并進行了實驗驗證。最后,采用全印刷技術制備的柔性RRAM器件陣列,具有較高的RRAM性能和魯棒性。因此,CPR系列材料在下一代低成本、高集成、性能穩定的柔性和可穿戴存儲設備中具有很大的應用潛力。

          該課題受到國家自然科學基金、高等學校學科創新引智計劃(111計劃)項目的支持。(供稿:周建魁;審核:孫晴晴)

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