新型电活性功能高分子材料的设计、制备与记忆效应

研究和开发电活性功能高分子材料及器件，实现具有"超快响应速度、长的存储寿命、高存储容量、低功耗、低成本和高可靠性"的超高密度信息存储，已成为信息领域在国际上最受关注的热点研究课题之一。本项目拟设计、合成一系列具有推-拉电子基团的新型电活性高分子信息存储功能材料；调控聚合物体系中电子给体-受体的比例，剪裁材料的电荷或空穴传输能力、超快响应性能和材料的电双稳态特性，认识和理解材料及器件的存储机制。通过纳米颗粒或纳米材料表面共价修饰技术制备无机/高分子纳米杂化复合材料，有效防止或减小复合材料体系的相分离问题，提高器件的稳定性。通过纳米制备技术选择具有优良电双稳性能的推-拉型高分子材料制备成纳米薄膜，提高或促进材料或器件的快速响应和信息存储能力。期待研究结果能为未来新材料的优化设计和器件的实际应用提供理论和技术支持。

近年来随着电子工业的迅猛发展，诸如个人电脑，手机，数码相机和媒体播放器等信息技术设备已成为日常生活中不可缺少的一部分。与无机存储器相比，聚合物存储器具有质量轻、成本低、透明等优点，可以大面积涂布在塑料、玻璃和CMOS集成电路上。在国家基金委的资助下,本项目（编号：21074034）通过选择能级和推/拉强度匹配的电子给体和电子受体创新设计和制备了一系列基于石墨烯和其它功能基团的非易失性电双稳态高分子信息存储功能材料。 基于这些材料的存储（记忆）器件（器件结构：ITO/polymer/Al）均表现出非易失性可擦写或一次写入多次读出存储性能。器件启动电压小于2.0V,功耗较低，介于6.7 nW -221.4 μW，ON/OFF电流开关比介于103-106，在 -1V的读出电压脉冲下读出次数超过1亿次。较系统地探索了电子迁移现象、材料结构和性能之间的关系。在Chem. Soc. Rev. (影响因子: 24.892)、Chem. Eur.J. （影响因子:5.831）、J. Mater. Chem. （影响因子:5.918）、Macromolecules(影响因子:5.521)、Polym. Chem.(影响因子: 5.231)等国际著名和知名SCI期刊上发表论文14篇, 其中影响因子大于5的SCI论文9篇。应邀在Chem.Soc. Rev.、ChemElectroChem 上撰写综述和概念论文。 指导的博士生庄小东的博士论文“新型高分子信息存储材料的设计与制备”入选2012年上海市优秀博士论文。