聚合物/氧化物纳米复合光电薄膜器件中电双稳现象的研究

Organic/nano-hybrid materials show the advantages of low-cost, easy processing, small size, fast response, low power and flexible. In the past few decades, it have attracted much attention due to their applications in optical and electrical devices, such as light-emitting diodes, solar cells,field-effect transistors and information storage. The organic/inorgnic nano composite matericals becomes a focus in the research of organic electronics and information storage because of its excellent properties from nanoparticles and organic materials. In this field, the electrical bistability of the hybrid materials shows a great potential in next-generation non volatility memories. However, the mechanism of organic/inorganic nanomaterials electrical bistability hasn't been well understood, and some fundamental questions such as new concepts and theories, new structures, methods, technologies and materials involved during the fabrication and processing need to be further investigated. In this project, new nanostructure oxide will be embed into polymers，and many fundamental mechanisms such as interaction, charge transfer and polarization between nanoparticles and polymers will be studied.

有机/无机纳米复合材料因兼具了纳米粒子和有机材料二者的优良性能，成为有机电子学与信息存储交叉领域关注的焦点之一。在该领域的研究中，一些材料表现出一定的电学双稳特性，在下一代非易失性存储器中表现出巨大潜力，但对于有机/复合材料中电双稳态的形成机理至今仍未有统一解释。随着无机纳米/有机薄膜在微电子和光电子元件中的广泛应用，纳米/有机界面电传输对器件性能的影响及规律，是一个值得深入探索的研究课题。本项目利用纳米结构和能带工程构建I型纳米材料,利用湿化学法,原位同步材料生长形成有机/无机纳米结构的复合体系, 从而达到均匀的薄膜，实现对电荷有效俘获和存储控制,从而提高双稳态器件性能。本项目的研究对研究无机纳米材料与有机材料的相互作用，界面电荷极化、转移的探索方面有重要的理论意义。此外，其电双稳态特性对于制备开关比高、稳定性好及环境友好的器件具有很好的应用价值和现实意义。

本课题原计划将氧化物纳米颗粒嵌入聚和物中，研究其电荷传输的机理，研究无机纳米材料与有机材料的相互作用，界面电荷极化、转移的探索。将其电双稳态特性应用于制备开关比高，稳定性好、环境友好的器件。在获得国家自然基金地区基金资助后，该项目进展顺利。在项目进行过程中，分别研究了聚合物体系，金属氧化物体系，以及复合体系中荷电材料与惰性材料中电传导双稳态的规律，通过对薄膜形貌微纳级别的调控以及各组分材料的极性调控，将纳米晶嵌入到聚合物中组合，在合成氧化物纳米材料的过程中同位形成均匀的纳米聚合物薄膜，以及通过结构的优化，提高了双稳态器件的开关比。进一步研究有机/无机材料之间的相互作用，界面电荷的转移性质，探索纳米材料形貌，复合器件结构，材料荷电极性对双稳态性质的影响规律，对制备基于电双稳态的阻变存储型开关，传感器及探测器的制备和应用起到指导作用。