Tuning the electrical memory characteristics from WORM to flash by α- and β-substitution of the electron-donating naphthylamine moieties in functional polyimides
摘要:
我们合成了两种新型功能芳香族聚酰亚胺(PI)--6F-δ±NA PI 和 6F-δ²NA PI,其中六氟异丙亚基二酞酸酐(6FDA)作为电子接受单元,二苯基萘胺(DPNA)作为电子供体,可用于存储器件。6F-αNA PI 显示出明显的电双稳态,导通/关断电流比高达 106,并且可以无极性双向导通,可用作非易失性一次写入多次读取(WORM)存储器。而基于 6F-βNA PI 的存储器件则具有闪存型存储器的特性,其开关电压约为 1.1 V,导通/关断电压约为 1.2 V。1.1 V,导通/关断比为 104。这两种聚酰亚胺都具有良好的长期运行稳定性,可在 108 个读取周期内保持稳定且无电流衰减,并显示出响应时间小于 20 ns 的超快开关特性。根据实验和量子模拟结果,讨论了与电开关行为相关的机理。电场诱导的从二苯基萘胺单元到六氟丙基邻苯二甲酰亚胺单元的电子转变以及随后形成的电荷转移复合物应该是观察到的电记忆效应的原因。分子模拟表明,与 6F-βNA PI 中的δ-拴系相比,萘基的δ-拴系导致 DPNA 物种在 6F-αNA PI 中形成更多的非共面构象,因此产生了更高的能障,阻止了反向电荷转移过程,从而导致了 WORM 与闪存行为。6F-αNA PI 与 6F-βNA PI 的区别仅在于萘基的取代位置,即δ-系链与δ-系链。这里观察到的截然不同的记忆效应表明了电子供体结构对记忆效应的重要影响,以及通过微调结构对记忆特性的可定制性。
Tuning the electrical memory characteristics from WORM to flash by α- and β-substitution of the electron-donating naphthylamine moieties in functional polyimides
摘要:
我们合成了两种新型功能芳香族聚酰亚胺(PI)--6F-δ±NA PI 和 6F-δ²NA PI,其中六氟异丙亚基二酞酸酐(6FDA)作为电子接受单元,二苯基萘胺(DPNA)作为电子供体,可用于存储器件。6F-αNA PI 显示出明显的电双稳态,导通/关断电流比高达 106,并且可以无极性双向导通,可用作非易失性一次写入多次读取(WORM)存储器。而基于 6F-βNA PI 的存储器件则具有闪存型存储器的特性,其开关电压约为 1.1 V,导通/关断电压约为 1.2 V。1.1 V,导通/关断比为 104。这两种聚酰亚胺都具有良好的长期运行稳定性,可在 108 个读取周期内保持稳定且无电流衰减,并显示出响应时间小于 20 ns 的超快开关特性。根据实验和量子模拟结果,讨论了与电开关行为相关的机理。电场诱导的从二苯基萘胺单元到六氟丙基邻苯二甲酰亚胺单元的电子转变以及随后形成的电荷转移复合物应该是观察到的电记忆效应的原因。分子模拟表明,与 6F-βNA PI 中的δ-拴系相比,萘基的δ-拴系导致 DPNA 物种在 6F-αNA PI 中形成更多的非共面构象,因此产生了更高的能障,阻止了反向电荷转移过程,从而导致了 WORM 与闪存行为。6F-αNA PI 与 6F-βNA PI 的区别仅在于萘基的取代位置,即δ-系链与δ-系链。这里观察到的截然不同的记忆效应表明了电子供体结构对记忆效应的重要影响,以及通过微调结构对记忆特性的可定制性。