卟啉类π堆积型配位聚合物二维纳米薄膜制备、组装及有机场效应晶体管存储器件探索

Exploring stable dielectric layer materials of organic field effect transistor memory is the key to the practical applications of the devices. In view of current research status of dielectric layer in organic field effect transistor memory devices, porphyrin π-stacked coordination polymers 2D nanofilms will be designed and fabricated. The thickness and the microstructure of the nanofilm will be controlled by tuning the π-stacking interaction strength and the preparation methods of the nanofilm. We dream to get thermal stable and high performance organic thin film transistor memory device by using the above coordination polymer based nanofilms to substitute the conventional dielectric layer materials.

探索性能稳定的电介层材料是有机场效应晶体管存储器实现应用的关键。针对有机场效应晶体管存储器电介层研究现状，拟设计合成具有π堆积特征的卟啉类配位聚合物二维纳米薄膜，通过调控π堆积作用强度及薄膜制备方法，实现对薄膜厚度和微观结构的控制，以此配位聚合物薄膜来替代传统的电介层材料，以期开发出具有良好热稳定性的高性能有机场效应晶体管存储器件。

有机场效应晶体管存储器重量轻、成本低、可与柔性基底集成、能大面积加工、其非易失性存储器件可进行非破坏性读取，具有与晶体管集成电路结构相兼容的制备工艺优势，是近年来存储领域的一个研究热点。探索性能稳定的电介层材料是有机场效应晶体管存储器实现应用的关键。本项目合成了一系列卟啉类配位聚合物二维纳米材料及有关金属有机框架二维纳米材料，成功获得可用于场效应晶体管存储器电介层的卟啉类配位聚合物二维纳米材料。进一步地，设计合成了几种增强本征π共轭特征的卟啉化合物，基于此，探索了分子结构与存储功能的相关性，并基于π共轭增强卟啉发展了卟啉聚合物纳米带基复合二维薄膜。研究了一系列卟啉旋涂、滴涂、蒸镀、静电纺等制备电介层薄膜的手段、薄膜质量与存储性能的关系，掌握了存储器纳米功能层的制备技术要求。基于卟啉配位聚合物二维纳米材料，结合界面组装成膜，研制了卟啉配位聚合物基场效应晶体管存储器，可快速、稳定写入擦除。