一種聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機光電子技術領域，具體說是一種聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法。尤指一種基于不同聚合物共混的薄膜電雙穩器件及其制備方法。
【背景技術】
[0002]電雙穩態是半導體存儲元件的基本特性，其主要現象為:器件在相同的外加電壓下會出現兩種不同的導電狀態。具體來說，當在器件的功能層薄膜兩邊施加電壓時，隨著電壓的變化，器件的導電狀態也隨之發生變化。當外加電壓撤除時，發生轉變的導電狀態可以保持很長時間。且施加反向電壓又可以使器件的導電狀態還原，分別對應了存儲元件的寫入、讀取和擦除過程。
[0003]近年來，隨著信息技術向低碳化、低成本、便攜式、高容量及快速響應方向發展，以無機半導體為介質的存儲技術已經逐漸達到了發展極限，而基于有機材料作為功能層制備的存儲元件具有成本低、工藝簡單、柔韌性好、結構多變、器件尺寸小等優點，從而成為有良好應用前景的存儲器，重新獲得了學術界的關注，并且取得了迅速的發展。
[0004]目前，聚合物薄膜由于其制備簡單且效果穩定，獲得了大家的關注。利用不同的聚合物的物理化學特性，經過退火處理產生相分離現象，在界面處會有缺陷，使器件有電荷存儲能力，可以制作出穩定的器件，在有機存儲領域有較好的應用前景。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調節其導電狀態，在同一電壓下器件電流會有不同的效果，樣品器件的電流差最大達到了 12倍；通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環測試，以檢驗器件的重復使用能力，樣品器件在循環測試中保持了較大的開關比。
[0006]為達到以上目的，本發明采取的技術方案是:
[0007]一種聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于，包括:由下至上依次設置的基底1、功能層2、電極層3，
[0008]所述功能層2為聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯共混物層。
[0009]在上述技術方案的基礎上，所述聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為1:9。
[0010]在上述技術方案的基礎上，基底I為附有導電材料的玻璃基板；所述的導電材料為氧化銦錫。
[0011]在上述技術方案的基礎上，所述電極層3材料為低功函數材料。
[0012]在上述技術方案的基礎上，其制備步驟為:
[0013]I)采用附有導電材料的玻璃基板，將其洗凈；
[0014]2)在附有導電材料的玻璃基板上旋涂聚合物功能層；
[0015]3)在聚合物功能層上蒸鍍低功函數材料。
[0016]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，旋涂轉速為3000轉/分鐘，旋涂成膜時間為40秒ο
[0017]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，待旋涂完畢之后進行退火處理，使其溶劑揮發，聚合物產生相分離，分為兩層，聚3-己基噻吩為一層，聚甲基丙烯酸甲酯為一層，基底1、聚甲基丙烯酸甲酯、聚3-己基噻吩、電極層3順次相連。
[0018]在上述技術方案的基礎上，退火溫度為100°C，退火時間為30分鐘。
[0019]在上述技術方案的基礎上，步驟2)的旋涂過程是在手套箱中完成的。
[0020]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，按配比取聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯，在ImL的氯苯中共混。
[0021]在上述技術方案的基礎上，步驟3)在氣壓為10 4Pa的真空條件下進行。
[0022]本發明所述的聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調節其導電狀態，在同一電壓下器件電流會有不同的效果，樣品器件的電流差最大達到了 12倍；通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環測試，以檢驗器件的重復使用能力，樣品器件在循環測試中保持了較大的開關比。
[0023]本發明所述的聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法，減少了操作流程，由于相分離現象，改善了成膜性，提高了器件制作效率，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0024]本發明有如下附圖:
[0025]圖1本發明的結構圖；
[0026]圖2本發明的電流電壓曲線，其中掃描電壓根據序號順序按照箭頭方向依次變化；
[0027]圖3本發明在掃描電子顯微鏡(SEM)下的由相分離所成的雙層膜結構，其中上層為分離出的P3HT成膜，下層為PMMA成膜，基于ITO玻璃基板之上。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0029]如圖1所示，本發明所述的聚合物薄膜電雙穩器件，是由不同聚合物共混結構的電雙穩態器件，包括:由下至上依次設置的基底1、功能層2、電極層3，
[0030]所述功能層2為聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯共混物層。
[0031]在上述技術方案的基礎上，所述聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為1:9。
[0032]在上述技術方案的基礎上，基底I為附有導電材料的玻璃基板；所述的導電材料為氧化銦錫(ITO)。
[0033]在上述技術方案的基礎上，所述電極層3材料為低功函數材料，包括不限于銀、鋁、鋰、鈣及鎂等。優選為鋁。
[0034]在上述技術方案的基礎上，所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其制備步驟為:
[0035]I)采用附有導電材料的玻璃基板，將其洗凈；
[0036]2)在附有導電材料的玻璃基板上旋涂聚合物功能層；
[0037]3)在聚合物功能層上蒸鍍低功函數材料。
[0038]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，旋涂轉速為3000轉/分鐘，旋涂成膜時間為40秒ο
[0039]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，待旋涂完畢之后進行退火處理，使其溶劑揮發，聚合物產生相分離，分為兩層，聚3-己基噻吩為一層，聚甲基丙烯酸甲酯為一層，基底1、聚甲基丙烯酸甲酯、聚3-己基噻吩、電極層3順次相連。
[0040]經過退火產生相分離后，界面處的缺陷為器件提供載流子俘獲中心。
[0041]在上述技術方案的基礎上，退火溫度為100°C，退火時間為30分鐘。
[0042]在上述技術方案的基礎上，步驟2)的旋涂過程是在手套箱中完成的。
[0043]在上述技術方案的基礎上，步驟2)中，按配比取聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯，在ImL的氯苯(溶劑)中共混。
[0044]在上述技術方案的基礎上，步驟3)在氣壓為10 4Pa的真空條件下進行。
[0045]以下為一具體實施例。
[0046]步驟1:使用清洗劑將刻蝕好的基底I反復清洗(基底為附有氧化銦錫的玻璃基板，大小為16.1mmX 16.2mm)，再將其依次置入去離子水、丙酮和酒精中浸泡，并各超聲30分鐘，經氮氣流干燥后，在紫外臭氧環境中處理15分鐘；
[0047]步驟2:稱量2mg的聚3_己基噻吩(P3HT)以及分子量為350000的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 18mg，加入ImL的氯苯(CB)，放入C型四氟磁子，在磁力攪拌機上以60°C充分攪拌12小時，使其充分混合溶解，形成P3HT:PMMA:CB = 2mg:18mg:lmL的溶液，將所得混合均勻的溶液旋涂于基底上，形成功能層2，旋涂轉速為3000轉/分鐘，旋涂成膜時間為40秒，厚度為200nm ;
[0048]步驟3:將步驟2所得的樣品放在熱臺上進行退火處理，退火溫度為100°C，退火時間為30分鐘，使功能層產生相分離，形成聚3-己基噻吩層和聚甲基丙烯酸甲酯層，參見圖3所示；
[0049]步驟4:在10 4Pa真空度的真空環境下，將電極材料蒸鍍到功能層2上，形成電極層3，所得的電極層3為lOOnm，得到聚合物薄膜電雙穩器件成品，該成品的電流電壓曲線參見圖2所示。
[0050]步驟2)的旋涂過程是在手套箱中完成的。
[0051]本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1.一種聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于，包括:由下至上依次設置的基底(1)、功能層⑵、電極層⑶， 所述功能層(2)為聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯共混物層。2.如權利要求1所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:所述聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為1:9。3.如權利要求1所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:基底(I)為附有導電材料的玻璃基板；所述的導電材料為氧化銦錫。4.如權利要求1所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:所述電極層(3)材料為低功函數材料。5.如權利要求1所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于，其制備步驟為: 1)采用附有導電材料的玻璃基板，將其洗凈； 2)在附有導電材料的玻璃基板上旋涂聚合物功能層； 3)在聚合物功能層上蒸鍍低功函數材料。6.如權利要求5所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:步驟2)中，旋涂轉速為3000轉/分鐘，旋涂成膜時間為40秒。7.如權利要求5所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:步驟2)中，待旋涂完畢之后進行退火處理，使其溶劑揮發，聚合物產生相分離，分為兩層，聚3-己基噻吩為一層，聚甲基丙烯酸甲酯為一層，基底(I)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚3-己基噻吩、電極層(3)順次相連。8.如權利要求7所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:退火溫度為100°C，退火時間為30分鐘。9.如權利要求5所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:步驟2)的旋涂過程是在手套箱中完成的； 步驟2)中，按配比取聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯，在ImL的氯苯中共混。10.如權利要求5所述的聚合物薄膜電雙穩器件，其特征在于:步驟3)在氣壓為104Pa的真空條件下進行。
【專利摘要】本發明涉及一種聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法，包括：由下至上依次設置的基底(1)、功能層(2)、電極層(3)，所述功能層(2)為聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯共混物層。所述聚3-己基噻吩和聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為1：9。本發明所述的聚合物薄膜電雙穩器件及其制作方法，減少了操作流程，由于相分離現象，改善了成膜性，提高了器件制作效率，具有良好的應用前景。
【IPC分類】H01L51/05, H01L27/28, G11C11/56, H01L51/40, H01L51/30
【公開號】CN105226188
【申請號】CN201510627058
【發明人】彭博, 胡煜峰, 婁志東, 侯延冰, 滕楓
【申請人】北京交通大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月28日