脉冲激光沉积制备非晶La0.75Sr0.25MnO3薄膜用于半透明阻变存储器

用脉冲激光沉积方法制备非晶La_0.75Sr_0.25MnO₃（a-LSMO）薄膜作为阻变器件（Ag/a-LSMO/ITO）的中间层,所得器件具有良好的非易失性和双极阻变行为。ITO衬底及超薄a-LSMO薄膜具有很高的可见光透过率,从而可制备半透明阻变器件。通过高分辨透射电镜直接观测到了在银电极与ITO电极间的银导电细丝。器件的阻变特性归因于在非晶镧锶锰氧层中的银导电细丝的生长与断裂。     

脉冲激光沉积制备非晶La0.75Sr0.25MnO3薄膜用于半透明阻变存储器

用脉冲激光沉积方法制备非晶La_0.75Sr_0.25MnO₃（a-LSMO）薄膜作为阻变器件（Ag/a-LSMO/ITO）的中间层,所得器件具有良好的非易失性和双极阻变行为。ITO衬底及超薄a-LSMO薄膜具有很高的可见光透过率,从而可制备半透明阻变器件。通过高分辨透射电镜直接观测到了在银电极与ITO电极间的银导电细丝。器件的阻变特性归因于在非晶镧锶锰氧层中的银导电细丝的生长与断裂。     

脉冲激光沉积制备非晶La_(0.75)Sr_(0.25)MnO_3薄膜用于半透明阻变存储器（英文）

用脉冲激光沉积方法制备非晶La_(0.75)Sr_(0.25)MnO_3(a-LSMO)薄膜作为阻变器件(Ag/a-LSMO/ITO)的中间层,所得器件具有良好的非易失性和双极阻变行为。ITO衬底及超薄a-LSMO薄膜具有很高的可见光透过率,从而可制备半透明阻变器件。通过高分辨透射电镜直接观测到了在银电极与ITO电极间的银导电细丝。器件的阻变特性归因于在非晶镧锶锰氧层中的银导电细丝的生长与断裂。     

酞菁锂薄膜的光电流极性研究

利用旋转涂膜法和真空镀膜法制备了以酞菁锂薄膜为工作层的有机光电器件, 结构为氧化铟锡/聚二氧乙基噻吩: 聚对苯乙烯磺酸/酞菁锂/聚偏氟乙稀/铝(ITO/PEDOT: PSS/LiPc/PVDF/Al). 在可见光和近红外脉冲激光照射下, 研究了器件的光电流极性. 在532 nm脉冲激光照射下, 器件的外电路光电流方向从ITO流向铝; 但在1064 nm脉冲激光照射下, 其外电路光电流极性发生反向, 即从铝流向ITO. 酞菁锂薄膜的吸收光谱和X射线衍射谱图显示, 其对可见和近红外光有非常广的吸收, 且为x晶型. 酞菁锂自由基的双极性特性可随入射光波长的变化而改变.     

新型Ti3C2 MXene的化学制备及基于MXene忆阻器特性与机理

阻变器件是一种微电子器件,具有阻值可在两个甚至两个以上的阻态之间重复变化的特点。忆阻器作为新型的阻变器件,具有可连续变化的丰富阻态。近年来因其具备简单的二端结构、高集成度以及低工作电压等特性,在新型非易失性存储以及构建神经形态系统等方面被广泛研究。但其在实现应用的过程中仍存在着稳定性较差等问题。近期一些工作证明了二维材料如氧化石墨烯在优化忆阻器性能方面具备良好的应用潜力。MXene是一种具备类似石墨烯结构的新型二维过渡金属碳/氮化物,因其具备二维层状结构显现出特殊的力学以及电学特性,有望应用于忆阻器中以提高器件的电学性能。在本文中,我们通过化学湿法刻蚀制备了Ti₃C₂粉末,通过旋涂工艺在忆阻器结构中引入Ti₃C₂薄膜。Ti₃C₂ MXene与SiO₂同时作为忆阻器阻变层,制备了Cu/Ti₃C₂/SiO₂/W结构的忆阻器,并且对其相关电学特性进行了探究。在该器件上,通过实验测得忆阻器典型的开关特性曲线并在双向直流电压下针对高、低阻态的可重复性、稳定性进行了实验。结果表明该器件能够在100个扫描循环过程中保持稳定的高、低阻态达到10⁴ s以上。同时,该器件状态能够受脉冲电压调节,实现突触间典型的双脉冲易化行为。实验结果表明基于Ti₃C₂ MXene的忆阻器将有望应用于构建新兴存储设备以及人工神经形态系统。     

基于Cu2S电阻开关器件的光电记忆效应

硫化亚铜由于其独特的电和光学特性，被广泛应用于电阻开关存储和光伏器件.本文通过脉冲激光沉积/化学气相沉积两步法合成Cu₂S薄膜，该膜由纳米颗粒构成，结晶度高，在近红外区有较好的光吸收特性.蒸镀铜电极构成Cu/Cu₂S/P-Si结构忆阻器件后，器件表现出电子型双极阻变行为，其阻变机制由空间电荷限制电流和肖特基发射机制协同主导.此外，还探究了光对器件阻变行为的响应及机理.结果表明，在光照下，最大电流响应增加至暗态时的5倍.分析认为，光照使Cu/Cu₂S界面处的肖特基势垒减小，在高阻态下，阻变机制由肖特基发射机制转变为空间电荷限制电流机制，并使器件电导率增加.本工作为Cu₂S基光电协同响应忆阻器的研发提供了新思路.     

改善有机光伏器件性能的新型缓冲层

通过热蒸发在ITO阳极和聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)层之间引入一层聚四氟乙烯（PTFE）缓冲层,研究聚四氟乙烯缓冲层对基于聚3-己基噻吩:6,6-苯基-C61丁酸甲酯(P3HT:PCBM)的有机光伏器件光电特性影响。与使用PEDOT:PSS作为缓冲层的器件相比,使用聚四氟乙烯缓冲层的有机光伏器件开路电压、短路电流和光电转换效率均有所提高。器件光电性能提高的原因是由于PTFE缓冲层大量带负电荷的氟离子在ITO/PTFE界面处形成偶极子层, 改善了内建电场,从而使得空穴电荷的收集更加有利。     

聚乙烯咔唑共价修饰黑磷纳米片及其在叠层阻变存储器中的应用

提升阻变存储器存储密度的有效方法之一是通过对活性层的简单叠加制备三维垂直堆叠器件。使用S-1-十二烷基-S′-(α, α′-二甲基-α′′-乙酸)三硫代碳酸酯(DDAT)共价接枝的二维黑磷（BP）纳米材料（BP-DDAT）作为关键的二维模板和可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂，成功制备了由聚乙烯基咔唑(PVK)共价修饰的黑磷纳米片(BP-PVK)。采用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱等手段对BP-PVK进行了表征。PVK在BP表面的共价接枝有效地提高了BP的环境稳定性和在常见有机溶剂中的溶解度。以BP-PVK为活性层，在玻璃基底上制备了一种结构为Al/BP-PVK/Al/BP-PVK/Al的双层17×17横条阵列垂直堆叠的阻变存储器件，该器件在室温下表现出了典型的双稳态非易失性可擦写存储性能，开/关电流比超过103，良品率和均一性较高。     

BBDMS-PPV/ITO界面结构ADXPS研究

聚合物电致发光器件（Polymer Electroluminescent Device,PLED)已显示出广阔的应用前景^[1-6]。已往人们比较重视阴极材料的选择及相关金属与有机界面的研究^[7],而有关发光层或空穴传输层与阳极ITO膜之间的界面结构及化学问题则少见报道。事实上,ITO膜与有机层之间的作用对器件的可靠性及寿命具有更为严重的影响^[8,9]。由于异质界面的过渡层结构复杂,以纳米尺度上化学组成是非计量比的,因此对这种极薄的埋藏界面的研究方法还需进一步探索。本文通过模型试样制备和变角X射线光电子谱（ADXPS）技术,对PLED中共轭导电聚合物聚2,5－二（二甲基正丁基硅基）对苯乙烯撑（BBDMS－PPV）与阳极ITO膜所形成的界面结构进行了初步研究。     

溶胶凝胶法制备TiO2@Cf柔性忆阻器交叉开关

以碳纤维作为柔性衬底和电极材料,通过溶胶凝胶法在其表面镀覆TiO₂阻变活性层,进而通过“十”字搭接制备成柔性纤维忆阻器（TiO₂@C_f）。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等测试手段对TiO₂@C_f结构进行表征并对其忆阻特性及阻变机理进行研究。结果表明：碳纤维上的TiO₂涂层为锐钛矿型晶体结构,其氧空位的浓度约为19.5%;制备的TiO 2@C_f柔性忆阻器为突变型忆阻器,其高低阻态阻值开关比可达10⁴;经过疲劳耐受性测试,忆阻器件的高低阻态开关比稳定在2个数量级左右。TiO₂@C_f忆阻器的机理表现为：在高阻态和低阻态时是以欧姆导电为主导的载流子输运机制,其阻态转变机制与氧空位导电细丝的形成和断裂有关。制备的TiO₂@C_f柔性忆阻器在一定程度上具有柔性弯曲变形,同时满足可编织、穿戴等功能。     

可溶液加工的蒽醌/芴类双极性荧光材料的合成及其光电性质

通过Suzuki反应合成得到了一种可溶液加工的蒽醌/芴类双极性荧光材料2-蒽醌基-9, 9'-二异辛基芴（FAA）,利用紫外吸收光谱和荧光发射光谱对其光物理性质进行了初步研究,并采用密度泛函理论计算方法分析了分子光物理性质的本质。通过单载流子器件的性能测试,证实了FAA具有较好的双极性传输特性。进而研究了该材料的电致发光性能,将其掺杂于主体材料1, 3-双（9-咔唑基）苯（mCP）中,利用旋涂法制备了结构为ITO（氧化铟锡）/PEDOT：PSS（聚3, 4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐）/mCP：FAA/TmPyPb（1, 3, 5-三[（3-吡啶基）-3-苯基]苯）/LiF/Al的有机发光二极管。器件的启亮电压约为7.4 V,最大亮度为1719 cd·m^-2,最大电流效率和最大功率效率分别为1.66 cd·A^-1和0.56 lm·W^-1;同时,结合器件各功能层的能级结构图,探讨了其电致发光机制。     

调控非共价相互作用实现聚电解质膜内多孔形成的研究

静电层状组装聚电解质膜主要由静电作用为驱动力,带有相反电荷的聚电解质在基底表面进行交替沉积制得,其结构可以通过膜内分子运动性的改变来调控.本研究在静电作用基础上,通过在聚丙烯酸(PAA)上接枝偶氮苯基团(Azo),得到含有2种非共价相互作用的聚乙烯亚胺/偶氮苯修饰的聚丙烯酸(PEI/PAA-Azo)膜.利用光照和弱酸溶...     

含1,1-二（4-（N,N-二甲基胺基）苯基）-2,3,4,5-四苯基噻咯的聚合物在三种阴极结构中的电致发光性能

设计合成了一种1,1-位为二（4-（N,N-二甲基胺基）苯基的新型噻咯单体,并与2,7-芴单体聚合得到六苯基噻咯单体投料量为1%、10%、20%的三种共聚物PF-N-HPS1～20.研究了这些共聚物的紫外吸收光谱、电化学性质、光致发光光谱和电致发光性能.PF-N-HPS的HOMO能级为5.25～5.58eV,呈现绿光发射.以PF-N-HPS为发光层,制作了三种聚合物发光二极管（器件结构A：ITO/PEDOT/PF-N-HPS/Al;器件结构B：ITO/PEDOT/PF-N-HPS/Ba/Al;器件结构C：ITO/PEDOT/PF-N-HPS/TPBI/Ba/Al）.其中器件结构A的电致发光效率仅为0.1～0.33cd/A,说明PF-N-HPS中的4-（N,N-二甲基胺基）苯基结构不能使单独的Al阴极实现良好的电子注入.采用了低功函金属Ba阴极的器件结构B能改善电子的注入,使电致发光效率提高到0.85～1.44cd/A.器件结构C采用TPBI（HOMO：6.2eV）作为电子传输和空穴阻挡层,促进了电子和空穴的有效复合,进一步提高了电致发光效率（4.56～7.96cd/A）,其中TPBI层将噻咯聚合物与金属阴极隔离可能减少发光层在阴极界面处的激子猝灭也起到了一定的作用,器件结构C较器件结构B还获得了更好的绿光光谱.     

基于苯乙烯和苯并噻二唑共聚场效应发光高分子材料的设计合成及性能研究

共轭高分子材料由于其优异的光电性能和可溶液加工等特性在有机光电器件中具有重要应用.本工作采用Stille偶联和Suzuki聚合反应,合成了两个由经典发光基元苯乙烯片段和共轭吸电子结构基元苯并噻二唑共聚的高分子材料聚（1,2-双（2,5-双（异辛氧基）亚苯基亚乙烯基-2,1,3-苯并噻二唑））（PVBT）和聚（1,2-双（2,5-双（正辛氧基）亚苯基亚乙烯基-2,1,3-苯并噻二唑））（nPVBT）.通过凝胶渗透色谱（GPC）、元素分析及差式扫描量热法（DSC）对PVBT和nPVBT两种高分子材料的结构及热稳定性进行表征,结果表明它们均具有良好的热稳定性,分解温度约380℃.由于烷氧基链的存在,两个材料具有良好的溶解性及成膜加工性.PVBT和nPVBT均表现出优异的发光特性,最大发射波长在590~605 nm范围,溶液下荧光量子产率为23%~35%,固态薄膜下量子产率为12%~20%.以这两个高分子材料薄膜作为活性层,所制备的顶栅-底接触型有机场效应晶体管器件显示出典型的p型电荷传输性能,空穴迁移率可达1.1×10^-4 cm²·V^-1·s^-1,开关比为10³~10⁴.本研究为发展高性能光电集成高分子材料提供了新思路,有望推动有机光电集成器件的研究.     

导电聚合物有序超薄膜的合成及其作为有机电致发光器件空穴注入层

采用修饰多层LB膜的方法制备了导电聚合物聚-3,4-乙烯二氧噻吩/二十烷酸(PEDOT:AA)复合层状有序膜, 构筑了一种导电聚合物镶嵌的多层有序膜结构. 将这种导电聚合物有序薄膜沉积于ITO电极表面, 将其作为有机电致发光二极管(OLED)的空穴注入层, 并研究了ITO/(PEDOT:AA)/MEH-PPV/Al器件的性能. 研究结果表明, 与采用聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)自组装膜和旋涂膜作为空穴注入层的ITO/(PEDOT:PSS)/MEH-PPV/Al器件相比, 器件的发光效率增加, 起亮电压降低. 我们认为这是由于PEDOT:AA薄膜提供了一种有序层状结构后, 减小了ITO与MEH-PPV间的接触势垒, 改善了空穴载流子注入效率. 进一步的研究表明, 由于PEDOT:AA多层膜间靠较弱的亲水、疏水作用结合, 这种导电多层有序膜的热稳定性与普通LB膜相似, 在较高温度下发生从层状有序态到无序态的变化, 这是导致OLED器件性能发生劣化的主要原因.     

聚芳烃二乙炔类共轭高分子的合成及其发光性质的研究

通过Glaser-Hay氧化偶联反应合成含有咔唑与对烷氧基苯结构单元的聚芳烃二乙炔。利用核磁共振、红外光谱、凝胶渗透色谱、紫外光谱、电致发光光谱、热重分析等测试手段表征其结构,测定相对分子质量及其分布,并研究光学、热学和电化学方面的性能。并将这种聚合物作为器件的发光层,其器件结构为ITO/PEDOT/Polymer/Ba/Al,结果表明起亮电压为6.5V,其外量子效率达到0.21%,最大亮度达到90 cd/m2。     

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。     

含偶氮苯侧基接枝共聚物的可控合成及其光响应性能研究

以引发单体为基础,通过两种可控聚合方法,即原子转移自由基聚合(ATRP)和开环易位聚合(ROMP)的联用,合成一种新型侧链含偶氮苯基团的接枝聚合物刷.含叔溴的降冰片烯引发剂首先引发偶氮苯单体的ATRP反应,生成聚合物接枝链,每条接枝链上都带有偶氮苯基团;然后,将具有高环张力降冰片烯的ATRP聚合物作为大分子单体,在第三代Grubbs催化剂的引发下进行ROMP反应,生成结构明确的新型接枝共聚物.其主链每个单体单元上均含有一条带偶氮苯基团的接枝链.最后,研究此类接枝共聚物在紫外与可见光照射下的光响应性能,并用UV-Vis分光光度计研究其在溶液中的顺反异构化过程.     

含偶氮生色团的“倒浮萍”聚合物LB膜及其可逆光信息存储特性

含偶氮苯功能基团的聚合物在光电子器件研制中具有诱人的应用前景．Wendorff[1]利用偶氮液晶聚合物首次实现可逆的光学信息存储后，利用偶氮苯分子的激光诱导二向色性和双折射效应实现可逆光学信息存储引起人们极大的兴趣．与传统的利用偶氮苯的顺反异构体实现信息存储的方式相比，这种信息存储方式由于偶氯苯分子始终处于热力学稳定的反式构象，因而具有突出的长期稳定性，具有更广阔的应用前景[1,2]．本工作设计合成了以含有给受体的偶氮苯分子为接枝侧链的两亲性聚合物，并研究了其成膜特性与可逆光信息存储特性．1实验部分两亲性聚合物…     

蒽端基聚对苯亚乙炔的发光性能

报道了一种新的蒽端基聚对苯亚乙炔的合成与发光特性,分别考察了聚合物 P2的紫外吸收,荧光发射和电致发光光谱。结果表明,在聚对苯亚乙炔主链末端引 入蒽基团可改变其有效共轭长长及发光颜色,合成的模型小分子可证明这一点。电 致发光器件ITO/P2/Al在600 nm处发红光。