含双偶氮结构的聚合物的合成及其电存储性能研究

设计并合成了一个结构新颖的含有双偶氮结构的聚合物,通过核磁共振氢谱和元素分析等方法分别对各个中间体、单体及其聚合物的结构进行了表征。以此双偶氮聚合物为中间层,分别以Al和ITO作为上电极和下电极,进一步制备了三明治结构的M/I/M型(Al/PBAzo/ITO)电存储器件。对器件的J-V特性曲线、存储机理以及器件的稳定性分别进行了研究。结果表明,由该偶氮聚合物所制备的器件为write-once read-many-times(WORM)的存储类型,ON/OFF状态下电流比超过105;分别在OFF和ON的状态下对器件施加一个大小为-1.0 V的连续电压,在200分钟内该器件都能保持良好的稳定性。     

基于石墨烯及其衍生物的信息存储:材料、器件和性能

石墨烯以其独特的二维结构和高的热导电性、高杨氏模量、高电子/空穴迁移率、高抗拉强度、大的布鲁诺尔-埃米特-特勒表面积和量子霍尔效应等优异性能,备受科研工作者的关注,迅速成为材料、化学、物理和工程领域的热点研究课题。与富勒烯(C₆₀、C₇₀)的功能化一样,利用共价键合修饰或非共价键合修饰的方法可以在石墨烯表面或石墨烯体系中引入功能基团或功能组分,制备出种类繁多的具有特殊光、电、磁和生物效应的石墨烯衍生物。以石墨烯作为数据存储介质的分子级别计算已经引发了一场信息技术产业的革命,它能在更小的空间上,使用更少的能源来存储更多的数据信息, 有望成为目前基于硅半导体存储技术的潜在替代或补充技术。基于石墨烯的存储器件展现出优良的数据存储性能、器件稳定性和可靠性,为使这类器件具有更好的实际应用前景,人们采用许多技术手段来调控和优化器件性能。本文综述了近年来引起广泛关注的诸如石墨烯、共价修饰的石墨烯、石墨烯基复合材料、石墨烯/无机材料异质结等基于石墨烯及其衍生物的存储器件及相关材料研究进展,以及石墨烯/还原的氧化石墨烯透明电极在存储器件中的应用。探讨了该领域存在的亟待解决的关键基础问题和未来发展方向。     

非易失性D-A型高分子信息存储功能材料的研究进展

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人们日常生活中不可缺少的一部分。无论从技术角度还是从经济角度来考虑,对新型信息存储材料和器件的研发已成为电子行业急需解决的问题。由于聚合物的电子性质可以通过分子设计和合成等手段调控或剪裁,2005年国际半导体技术发展蓝图(ITRS)将聚合物存储器视为新型存储器件。与硅存储器相比,基于高分子存储材料制作的存储器具有材料结构多样、成本低、易加工、柔韧性好、可大面积制作(可通过旋涂或喷墨打印,在塑料、玻璃、互补金属氧化物半导体(CMOS)混合集成电路上面进行加工)、响应快、功耗低、高密度存储等优点,在信息存储以及高速计算领域有着非常广泛的应用前景。本文综述了高分子阻变存储器的基本概念和工作机制及近年来具有推-拉电子结构特征的高分子信息存储材料的设计、合成和器件性能的研究进展,以及存在的亟待解决的问题和未来的发展方向。     

有机/聚合物顶发射发光器件

有机/聚合物顶发射发光器件可以解决传统底发射发光器件的一系列不足。高性能顶发射发光器件的实现,首先必须优化器件结构,其次对电子注入材料和空穴注入材料提出更高的要求。本文从提高顶发射器件中电子注入和空穴注入方法入手,综述了国内外有机/聚合物顶发射电致发光器件的发展历史,研究现状,最新进展及以后的发展方向。     

分子存储材料的设计和思路探讨

从低年级本科生的视角对新型分子存储材料的设计提出设想,尝试以超分子光切换器件为核心构造存储功能分子,结合超分子光化学、超分子光转化和能量转移器件以及超分子电活性材料等方面的知识研究了信息在分子尺度上的传递、记录和表达。并对该方案的可行性、理论模型及其读写过程以何种方式完成进行了分析与探讨。     

基于H型芴基小分子的双极性有机场效应晶体管存储器

从空间位阻角度出发,设计并合成了H型芴基小分子材料3Ph-TrH,并通过溶液加工方法制备了将其作为电荷捕获层的浮栅型有机场效应晶体管(OFET)存储器.结果表明,该器件的空穴和电子存储窗口分别为31.2和11.6V,实现了基于单个小分子材料的双极性电荷存储.为了提高器件的稳定性,进一步制备了基于3Ph-TrH与聚苯乙烯(PS)掺杂薄膜的浮栅型OFET存储器.测试结果显示,该器件比基于3Ph-TrH作为单组分电荷捕获层的器件具有更高的稳定性和耐受性,在10000s的维持时间测试后,该器件的电流开关比还能维持在1.1×10³.该工作为制备新型双极性电荷存储的OFET存储器提供了一条思路.     

导电二维配位聚合物框架材料在能源存储及转化领域的应用

配位聚合物框架材料具有高的比表面积、丰富的孔结构和金属配位中心,一直以来被视为能源领域的潜在电极材料。传统配位聚合物框架材料电导率低,因此,如何设计并合成具有一定导电性的配位聚合物框架材料,满足能源及其相关领域对于材料电学性质的要求,成为配位聚合物框架材料领域的研究热点方向之一。本综述介绍了近年来导电二维配位聚合物框架材料的设计思路及电导率测量方法,并对这类材料的制备及其在能源转化及存储方面的应用进行了总结。最后,对二维高导电配位聚合物今后的研究和发展方向进行了展望。     

共价有机框架薄膜的界面生长策略及其在忆阻器中的研究进展

随着大数据和物联网时代数字通信技术的飞速发展,忆阻器在高密度数据存储技术和神经形态计算等应用中扮演着越来越重要的角色.得益于共价有机框架(COF)材料优异的可设计性及独特的光电特性,同时,伴随着液体界面辅助的制备策略不断发展与完善, COF材料在存储器件中的应用得到了极大推广.为了开发更高性能的基于COF材料的存储器件,需要全面地了解从材料设计、制备到器件应用的不断发展.因此,本综述系统地总结了COF薄膜的制备策略及其在忆阻器中应用的进展.最后,我们对基于COF存储器件的当前挑战及未来发展进行了总结与展望.     

聚合物电致发光材料及其发光颜色调节的研究进展

聚合物电致发光材料已成为功能材料研究领域的一个热点.与无机材料和有机小分子材料相比,聚合物发光材料具有来源广泛、易加工成型、通过分子结构设计可调节发光颜色等优点,成为制备大面积、低成本、全色柔性显示器件的首选材料.本文介绍了聚合物发光材料的发光机理及调节发光颜色的常用方法,综述了聚对苯乙炔类、聚对苯类、聚芴类等多种共轭聚合物发光材料的合成及发光颜色调节的研究现状,并对聚合物发光材料的发展趋势以及聚合物电致发光器件的制备进行了评述和展望.     

水/醇溶共轭聚合物界面材料及其在光电器件中的应用

相对于传统的无机半导体器件,以有机半导体(特别是聚合物半导体)材料为基础的有机光电器件,可采用与传统印刷技术(例如喷墨打印、卷对卷印刷等)相结合的溶液加工方式制备低成本、大面积、柔性光电器件,因而成为广泛关注的焦点,并得到了快速发展.实现溶液加工的高效有机光电器件的一个关键问题是界面问题——如何避免溶液加工时有机层间的互溶以及如何实现可印刷稳定金属电极的高效电子注入等.水/醇溶性共轭聚合物的迅速发展为解决溶液加工多层有机光电器件所面临的界面问题提供了有效手段.研究发现,水/醇溶共轭聚合物不但可以有效避免溶液加工多层器件中的界面互溶,而且还可与高功函数的稳定金属发生界面偶极相互作用而增强其电子注入,从而解决了高功函数稳定金属电子注入的难题,为实现全溶液加工的高效印刷有机光电器件提供了可行的方案.本文介绍了近年来本课题组在水/醇溶共轭聚合物阴极界面材料及器件应用方面的研究进展,并对水/醇溶共轭聚合物阴极界面材料在聚合物发光二极管和聚合物太阳电池中的工作机理进行了探讨.     

形状记忆高分子材料

作为一种新型的功能材料,形状记忆高分子不仅具有形变量大、赋形容易、形状恢复温度便于调整、加工方便的优点,而且种类丰富、质轻价廉.按形状记忆的方式,它可分为热致感应型、光致感应型和化学物质感应型等,能满足不同的应用需求.     

形状记忆聚合物及其应用

形状记忆材料可对热、化学、机械、光、磁或电等外加刺激的触发作出响应,从而改变自身的技术参数。形状记忆聚合物作为一类重要的形状记忆材料,在航空航天、生物医学、电力电子、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。分析了形状记忆聚合物的形状记忆机理,并介绍了几类常见的形状记忆聚合物及其在各领域中的应用,最后提出了形状记忆材料研究中的一些不足及解决措施。     

热感应型形状记忆高分子材料

热感性型形状记忆高分子材料（thermostimulative shape memory polymer，TSMP）不仅具有形变量大、赋形容易，形状回复温度便于调节、加工方便等特点，而且种类丰富。按其固定相结构的不同，可分为热塑性TSMP和热固性TSMP。本文从表征方法、记忆机理等方面简述了热感应型形状记忆高分子材料最新的发展，其中重点阐述了近期热感应型形状记忆可降解高分子的形状记忆原理及其应用。     

光致型形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一,其中光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。本文综述了光致型形状记忆高分子材料的研究进展,分别介绍了该类材料的特性、分类、工作机理、应用研究和发展趋势。根据不同的形状记忆机理将该类材料分为光化学反应型和光热效应型,并重点对这两种类型的形状记忆高分子材料进行了描述。最后,对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。     

复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响

通过弯曲法测量、热循环训练、扫描电镜、X射线衍射等方法，研究了复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响。研究结果表明，Fe-Mn-Si-Ni-C合金中加入复合稀土，能够明显细化合金的金相组织，显著提高合金的形状记忆效应，并使合金表现出微弱的双程记忆效应。试验结果还表明，第一种训练途径以及加入微量复合稀土是降低应力诱发ε马氏体稳定化行之有效的方法，X射线衍射结果表明，该训练方法有助于提高合金中ε→γ转变的ε逆转变率，对提高合金的记忆性能起积极的作用。     

热适性形状记忆聚合物

动态共价交联聚合物的研究具有悠久的历史,其早期的工作着眼于如何解决应力松弛带来的聚合物材料力学性能降低的问题.20世纪90年代以来,利用动态共价键来主动设计聚合物网络的特殊可适性逐渐成为研究主流,其中包括自修复和重加工性.然而,受到动态共价键的种类、通用性及所实现功能的特异性等限制,对于动态共价交联聚合物网络的研究尚停留在基础阶段.本文以本课题组近期在动态共价交联形状记忆聚合物的研究为基础,结合其他相关工作,展示了通用共价键(酯键及氨酯键)的动态可逆性,并利用其设计了具有特殊性能和潜在商业化价值的形状记忆聚合物.在此基础上,我们提出分子结构设计及宏观性能均不同于传统热塑性和热固性形状记忆聚合物的第3类形状记忆聚合物,即热适性形状记忆聚合物.     

形状记忆高分子材料的新型共混制备方法

形状记忆高分子材料(shape memory polymers,SMPs)作为一种特点突出、性能优良的智能材料具有极高的研究和实用价值,受到各国研究人员的广泛关注,新的制备方法和材料体系不断涌现,显示出巨大的发展潜力.本文总结了近年来出现的以共混方式为基础的多种重要制备方法,包括聚合物与聚合物直接熔融共混、溶液共混、借助增容剂或交联剂进行共混、通过新型微层共挤出技术进行交替层状共混、以及利用静电纺丝技术进行三维网络结构共混等.相较于化学合成方法,这些共混方法具有操作简单、原料易得、制备效率高、产品性能调节方便、制备过程更为环保等优点,并且能够得到与化学合成方法性能相同甚至更好的产品,优势突出,是今后制备形状记忆高分子材料的一大趋势.本文从这些新型共混材料的制备过程、微观结构、形状记忆性能等角度详细分析了不同方法的特点和优势.这些近年来出现的共混制备方法对于形状记忆高分子材料的发展和未来应用将是至关重要的.     

多种记忆方法相结合提高物理化学重要公式的记忆效率*

物理化学是一门逻辑性强、公式繁多的化学基础理论课。结合列举实例,总结了联想记忆法、类比记忆法、化繁为简记忆法、归类记忆法和逻辑关联记忆法等多种方法在物理化学重要公式记忆中的应用,使学生通过应用这些方法提高记忆物理化学公式的效率。     

聚合物形状记忆材料的研究进展

聚合物形状记忆材料作为一种重要的刺激响应材料,近10年内得到了快速的发展,出现了新的分类方向,机理解释、转变结构和应用。在航空航天、传感制动和生物医药等领域展现了优越的性能,研究成果受到了学术和工业上的极大重视,成为当今最富有活力的研究领域之一。本文全面总结了近期国内外学者对聚合物形状记忆材料的研究进展,阐述了聚合物形状记忆材料的记忆机理及分类和功能应用,并探讨了未来的研究前景和方向,以期为聚合物形状记忆材料的研究提供参考。     

Memory chromic polyurethane with tetraphenylethylene

This article reports a chromic polymer, which is responsive to its shape memory properties and has both the behavior of shape memory polymers and chromic materials. We employed a strategy to fabricate such a smart material, which represents a new principle for making chromic materials. This material is made of shape memory polyurethane with tetraphenylethylene units (0.1 wt %) covalently connected to the soft‐segments (PCL, M_w = 4000). The material displays biocompatibility, shape fixity of 88–93%, and almost 100% shape recovery and has reversible mechanochromic, solvatochromic, and thermochromic shape memory effect. The memory chromism represented by the reversible change of emission intensity shows negative correlation with shape fixity, temperature, and existence of solvent. It may be explained that when the soft segments are molten or dissolved in solvent, the shape recovery switch is open, the AIE units are free from crystal binding and can migrate easily to larger areas, thus the AIE units/particles are far apart from each other and the barrier for rotation of phenyl groups is reduced, which lead to the reduction of emission intensity, appeared by no colors or pale colors, and vice versa. Since the switch is a fundamental structural character of SMPs, the shape memory properties have led to the chromism and we call this memory chromic. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2014 , 52, 104–110