专利名称：酰亚胺骨架的偶氮分子三进制电存储材料及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电存储材料，具体涉及一种基于酰亚胺骨架的偶氮分子三进制电存储材料及其制备和应用。
背景技术：
作为有机电子学的一个新兴研究领域，近年来，有机电存储由于其所选用的聚合物或复合材料具有高机械强度、良好的伸缩性、较低的制造成本及可通过分子设计实现可调的电学性能等鲜明优点而激起了科学家们广泛的研究兴趣。除此之外，另一类有潜力的存储介质有机小分子，也显示出卓越的性能。在有机半导体诸多研究领域，如有机场效应晶体管(0FET)、有机发光二极管(OLED)及太阳能电池(OPV)中，众多的小分子已被广泛证明具有突出的优点，包括明确的分子结构、易于纯化、批量批次的可重复性，以及可产生有利于固体薄膜中电荷传导，进而提高器件的电学性能的堆积作用。
由于电子器件的微型化和信息技术的爆炸式发展，对大容量信息存储器件的研究成为科学家们亟需解决的难题。为了实现超高密度数据存储，通常有两个可行性策略从器件制作的角度来看，尽管纳米尺度下制作工艺的局限限制了存储单元尺寸的缩小化，但是制作出三维(3D)堆叠的存储器件却是为获得高密度数据存储提供了一条行之有效的途径; 另外一种能高效提升数据存储密度的方法便是增加每个存储单元中的存储态的数值(即存储状态由 “O”，“ I” 增为 “O”，“ 1”，“2”，...)。
据我们所知，近年来在半导体、光和磁性材料方面的数据存储的成功先例几乎都是二进制的，即只有两个输出信号“0”和“I”。仅有极少数的例子报道了三进制电存储器件，可能是因为缺乏合适的功能材料或对实现存储的机理尚不明确。美国的阿加沃首次报道了基于核-壳结构的Ge2Sb2Te5ZGeTe纳米线的三进制存储行为，在向纳米线施加脉冲电场时产生了从晶态到中间态再到非晶态的两个相变过程，从而对应了 “0”、“1”、“2” 或 OFF、ONl、0N2 三个不同的导电态[Y. ff. Jung, S. H. Lee, A. T. Jennings, R. Agarwal, Nano Lett. 2008, 8，2056.]。令人鼓舞地是，本申请人最近已成功地报道了基于有机小分子的三进制电存储器件，通过向整个共轭分子骨架中引入两个不同的缺电子基团作为电荷陷阱， 使其在外电场作用下显示出三个不同的导电状态[H. Li, Q. Xu, N. Li, R. Sun, J. Ge, J. Lu, H. Gu, F. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2010，132，5542.]。这些稳定的导电态可对应“0”、“ I”和“2” 的三进制数据存储。与“O”和“I”的二进制存储体系相比，这附加的数值意味着三进制体系使数据存储密度革命性地提高，这将是向超高密度数据存储目标迈出了重要一步。因此，对这方面的工作开展深入系统地研究具有十分重要的意义。发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的三进制电存储材料，基于酰亚胺骨架的新型偶氮分子。
本发明公开了下述通式I的三进制电存储材料，所述的三进制电存储材料属于具
权利要求
1.下述通式(I)的基于酰亚胺骨架的偶氮化合物
2.根据权利要求I所述的偶氮化合物，Ar为
3.一种制备权利要求I所述偶氮化合物的方法，包括下述步骤a、在O 5°C下，将4-硝基苯胺溶于4 SM盐酸中，搅拌下缓慢滴加I. O I. 5摩尔当量20 50wt%的亚硝酸钠或亚硝酸钾水溶液，滴毕，继续搅拌O. 5 2h，过滤除去不溶物，向滤液中滴加I摩尔当量取代苯胺或苯酚的5 10wt%的盐酸溶液，O 5°C下搅拌I 4h后，碱性溶液中和，静置片刻，抽滤，滤饼依次以去离子水、食盐水洗漆，得到通式(II)的红色固体硝基偶氮化合物；所述的取代苯胺为N，N- 二 C1 C6烷基本胺或N，N- 二苯基苯胺； b、向步骤a所得的硝基偶氮化合物的二氧六环或乙醇溶液中分批加入2 4摩尔当量的硫化钠或硫化铵的水溶液，加热至60 90°C，氮气氛围中搅拌直至薄板层析(TLC)检测原料消失，冷至室温，倒入冰水中，静置O. 5 2h，抽滤，去离子洗涤数次，粗产物真空干燥， 乙醇重结晶，得通式(III)的棕色固体氨基偶氮化合物；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤a中所述的碱性溶液为0.5 2M KOH
5.一种采用权利要求I所述的偶氮化合物制得的三进制数据存储器件，包括底电极和上电极，其特征在于还包括设置在底电极和上电极之间的有机薄膜层，底电极、有机薄膜层和上电极构成三明治结构，所述的有机薄膜层的材料为通式(I)所述的偶氮化合物。
6.根据权利要求5所述的存储器件，其特征在于所述的底电极的厚度为10 300nm， 有机薄膜层的厚度为20 150nm，上电极的厚度为20 300nm。
7.根据权利要求5所述的存储器件，其特征在于所述底电极的材料为ITO导电玻璃、 可蒸镀金属或导电聚合物。
8.根据权利要求7所述的存储器件，其特征在于所述可蒸镀金属为金、钼、银、铝或铜；所述导电聚合物为聚噻吩或聚苯胺。
9.根据权利要求5所述的存储器件，其特征在于所述上电极的材料为可蒸镀金属或金属氧化物。
10.根据权利要求9所述的存储器件，其特征在于所述可蒸镀金属为金、钼、铝或铜； 所述金属氧化物为氧化铟锡。
11.一种制备权利要求5所述存储器件的方法，包括下述步骤在底电极上沉积通式(I)的偶氮化合物，形成一层有机薄膜；再在有机薄膜上真空沉积一层上电极，制成“底电极/有机薄膜/上电极”的三明治结构的三进制数据存储器件。
全文摘要
本发明公开了一种基于酰亚胺骨架的偶氮分子三进制电存储材料及其制备和应用，所述偶氮分子的结构式如下式中，Ar为R为N,N-二C1～C6烷基苯基、N,N-二苯基氨基苯基或对羟基苯基；本发明所公开的该偶氮分子的合成工艺简单；采用该偶氮分子制成“底电极/有机薄膜/上电极”的三明治结构的三进制数据存储器件，制作工艺成熟，器件性能稳定，在单位密度内的数据存储量比基于“0”和“1”二进制数据存储呈指数级增长，在未来超高密度数据存储应用中具有巨大的价值。
文档编号C07D487/10GK102924461SQ201210469628
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者路建美, 缪世峰, 李华 申请人:苏州大学