一種有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法。尤指以聚合物為導(dǎo)電層，基于有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電雙穩(wěn)態(tài)是半導(dǎo)體存儲元件的基本特性，其主要現(xiàn)象為:器件在相同的外加電壓下會(huì)出現(xiàn)兩種不同的導(dǎo)電狀態(tài)。具體來說，當(dāng)在器件的功能層薄膜兩邊施加電壓時(shí)，隨著電壓的變化，器件的導(dǎo)電特性也隨之發(fā)生變化。當(dāng)外加電壓撤除時(shí)，發(fā)生轉(zhuǎn)變的導(dǎo)電狀態(tài)可以保持很長時(shí)間。且施加反向電壓又可以使器件的導(dǎo)電狀態(tài)還原，分別對應(yīng)了存儲元件的寫入、讀取和擦除過程。
[0003]近年來，隨著信息技術(shù)向低碳化、低成本、便攜式、高容量及快速響應(yīng)方向發(fā)展，以無機(jī)半導(dǎo)體為介質(zhì)的存儲技術(shù)已經(jīng)逐漸達(dá)到了發(fā)展極限，而基于有機(jī)材料作為功能層制備的存儲器件具有成本低、工藝簡單、柔韌性好、結(jié)構(gòu)多變、器件尺寸小等優(yōu)點(diǎn)而成為最有應(yīng)用前景的存儲器，重新獲得了學(xué)術(shù)界的關(guān)注，并且取得了迅速的發(fā)展。
[0004]目前，有機(jī)小分子薄膜由于其制備簡單且效果穩(wěn)定，獲得了大家的關(guān)注。利用不同的有機(jī)小分子的物理化學(xué)特性，經(jīng)過退火處理產(chǎn)生相分離現(xiàn)象，在界面處會(huì)有缺陷，使器件有電荷存儲能力，可以制作出穩(wěn)定的器件，在有機(jī)存儲領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調(diào)節(jié)其導(dǎo)電狀態(tài)，在同一電壓下器件電流會(huì)有不同的效果，樣品器件的電流差最大達(dá)到了 14倍；同時(shí)，通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進(jìn)行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環(huán)測試，以檢驗(yàn)器件的重復(fù)使用能力，樣品器件在循環(huán)測試中保持了較大的開關(guān)比。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，其特征在于，包括:由上至下依次設(shè)置的電極層4、功能層3、導(dǎo)電層2、基底1，基底、導(dǎo)電層、功能層、電極層順次相連；
[0008]導(dǎo)電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；
[0009]或:
[0010]導(dǎo)電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基底I為附有導(dǎo)電材料的玻璃基片，所述的導(dǎo)電材料為氧化銦錫。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電極層4的材料為低功函數(shù)材料。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)“導(dǎo)電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時(shí)，制備步驟為:
[0014]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進(jìn)行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經(jīng)氮?dú)饬鞲稍锖螅谧贤獬粞醐h(huán)境中處理10?20min ;
[0015]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯形成導(dǎo)電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml ;旋涂轉(zhuǎn)度是500?1500r/min，旋轉(zhuǎn)時(shí)間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進(jìn)行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時(shí)間是20?40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0016]步驟3:在氮?dú)猸h(huán)境下，在導(dǎo)電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)形成功能層3，其溶劑為二甲基甲酰胺，濃度是5mg/ml?10mg/ml，旋涂轉(zhuǎn)度是500?2000r/min，旋轉(zhuǎn)時(shí)間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進(jìn)行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時(shí)間是10?30min，使溶劑完全揮發(fā)，同時(shí)讓Ir (ppy)3更好地結(jié)晶；
[0017]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數(shù)材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)“導(dǎo)電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時(shí)，制備步驟為:
[0019]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進(jìn)行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經(jīng)氮?dú)饬鞲稍锖螅谧贤獬粞醐h(huán)境中處理10?20min ;
[0020]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯形成導(dǎo)電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml ;旋涂轉(zhuǎn)度是500?1500r/min，旋轉(zhuǎn)時(shí)間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進(jìn)行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時(shí)間是20?40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0021]步驟3:使用真空蒸鍍Ir (ppy)3的方法，使其厚度達(dá)到40?80nm，真空蒸鍍的溫度是 180 °C ?260 °C ；
[0022]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數(shù)材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)“導(dǎo)電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時(shí)，制備步驟為:
[0024]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進(jìn)行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經(jīng)氮?dú)饬鞲稍锖?，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0025]步驟2:在基底I上真空蒸鍍二氧化硅形成導(dǎo)電層2，真空蒸鍍在氣壓為10 4Pa的真空條件下進(jìn)行，真空蒸鍍厚度為20?60nm ;
[0026]步驟3:在氮?dú)猸h(huán)境下，在導(dǎo)電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)形成功能層3，其溶劑為二甲基甲酰胺，濃度是5mg/ml?10mg/ml，旋涂轉(zhuǎn)度是500?2000r/min，旋轉(zhuǎn)時(shí)間是40?60S ;待旋涂完畢之后，需進(jìn)行退火處理，退火溫度是80?120°C，退火時(shí)間是10?30min，使溶劑完全揮發(fā)，同時(shí)讓Ir (ppy) 3更好地結(jié)晶；
[0027]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數(shù)材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0028]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)“導(dǎo)電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺”時(shí)，制備步驟為:
[0029]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進(jìn)行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經(jīng)氮?dú)饬鞲稍锖?，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min ;
[0030]步驟2:在基底I上真空蒸鍍二氧化硅形成導(dǎo)電層2，真空蒸鍍在氣壓為10 4Pa的真空條件下進(jìn)行，真空蒸鍍厚度為20?60nm ;
[0031]步驟3:使用真空蒸鍍Ir (ppy)3的方法，使其厚度達(dá)到40?80nm，真空蒸鍍的溫度是 180 °C ?260 °C ；
[0032]步驟4:在真空度為10 4Pa環(huán)境下，在功能層3上，利用掩膜版，蒸鍍低功函數(shù)材料形成電極層4，厚度是120nm?200nmo
[0033]本發(fā)明所述的有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件及其制作方法，器件可以通過外加偏壓來調(diào)節(jié)其導(dǎo)電狀態(tài)，在同一電壓下器件電流會(huì)有不同的效果，樣品器件的電流差最大達(dá)到了 14倍；同時(shí)，通過施加周期性的電壓脈沖信號對器件進(jìn)行“寫入、讀取、擦除、讀取”的循環(huán)測試，以檢驗(yàn)器件的重復(fù)使用能力，樣品器件在循環(huán)測試中保持了較大的開關(guān)比。
【附圖說明】
[0034]本發(fā)明有如下附圖:
[0035]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖2本發(fā)明器件I的電流電壓曲線；
[0037]圖3本發(fā)明器件2的電流電壓曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明所述的有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，包括:由上至下依次設(shè)置的電極層4、功能層3、導(dǎo)電層2、基底I，基底、導(dǎo)電層、功能層、電極層順次相連；
[0040]導(dǎo)電層為2為聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜，其溶劑是乙酸乙酯，功能層3是三(2-苯基吡啶-C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；此方案制備出的電雙穩(wěn)器件稱為器件I ;
[0041]或:
[0042]導(dǎo)電層為2為真空蒸鍍的二氧化硅，功能層3是三(2-苯基吡啶_C2，N)合銥(III)的薄膜，其溶劑是二甲基甲酰胺；此方案制備出的電雙穩(wěn)器件稱為器件2。
[0043]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基底I為附有導(dǎo)電材料的玻璃基片，所述的導(dǎo)電材料為氧化銦錫(ITO)。
[0044]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電極層4的材料為低功函數(shù)材料，包括不限于銀、鋁、鋰、鈣。鋁為優(yōu)選。
[0045]本發(fā)明所述的有機(jī)小分子薄膜電雙穩(wěn)器件，器件I的制備步驟為:
[0046]步驟1:將基底I先后放入丙酮、乙醇中清洗，并各進(jìn)行30分鐘的超聲清洗，基底I上的ITO作為陽極電極，然后經(jīng)氮?dú)饬鞲稍锖?，在紫外臭氧環(huán)境中處理10?20min，優(yōu)選15min ；
[0047]步驟2:在基底I上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成導(dǎo)電層2，其溶劑為乙酸乙酯，濃度是30?50mg/ml，優(yōu)選50mg/ml ;旋涂轉(zhuǎn)度是500?1500r/min，優(yōu)選轉(zhuǎn)速是100r/min ;旋轉(zhuǎn)時(shí)間是40?60S，優(yōu)選時(shí)間是40S ;待旋涂完畢之后，需進(jìn)彳丁退火處理，退火溫度是80?120°C，優(yōu)選100°C ;退火時(shí)間是20?40min，優(yōu)選40min，使溶劑完全揮發(fā)；
[0048]步驟3:在氮?dú)猸h(huán)境下，在導(dǎo)電層2上旋涂三(2-苯基吡啶-