金属配位三联吡啶聚合物的电阻转变效应及其应用研究

发布时间：2017-09-23 21:09

  本文关键词：金属配位三联吡啶聚合物的电阻转变效应及其应用研究

  更多相关文章： 电阻转变效应 金属配位三联吡啶聚合物 阻变存储器 神经突触模拟

【摘要】：电阻转变效应可应用于存储器领域,与基于无机物的电阻转变器件相比,基于金属配位三联吡啶聚合物的电阻转变器件因材料本身具有的诸如 材料结构易于调变或修饰、可溶液加工、存储密度高、制造成本相对低廉‖等显著优势而备受青睐。本文以电阻转变效应为起点,概述了电阻转变效应的分类、电阻转变器件的结构、性能参数以及所用的材料体系。针对电阻转变效应的应用,系统地阐述了阻变存储器和神经突触模拟的研究进展、存在的问题和未来的发展方向。利用金属配位三联吡啶聚合物,制备了柔性多态阻变存储器和突触仿生忆阻器,基于此开展了一些工作,并取得了一些进展。设计合成了铕-铁配位三联吡啶聚合物(TPy-Eu-Fe),并作为电阻转变器件的存储介质。采用PDMS柔性衬底制备了电阻转变器件ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS,研究器件的电阻转变性能。结果表明,柔性阻变器件有较稳定的阻变性能,并在RESET过程中表现出多态存储的现象。对器件的柔性进行测试,发现在较小形变量(1%)范围内器件依然保持多级电阻转变行为,当器件被拉伸至较大形变量(≥1%)范围,器件只有两个阻态存在,最终器件失效。器件发生多级电阻转变行为的原因是金属铁离子还原过程的不彻底。设计合成了铁配位三联吡啶聚合物(TPy-Fe),并将其和紫罗碱作为电阻转变器件的功能层,制备了电阻转变器件Ta/EV(ClO_4)_2+PEO/TPy-Fe/ITO/Glass。实验表明,器件成功模拟了生物突触的一系列功能,如突触的增强与抑制、学习、遗忘、脉冲时间依赖可塑性、脉冲速率依赖可塑性等性能。随着正向刺激和负向刺激的次数增加,器件的塑性依次增加和减少。在对突触的学习和遗忘模拟中发现,随着刺激次数的增加,器件达到稳定状态的塑性和衰减指数依次增大。
【关键词】：电阻转变效应 金属配位三联吡啶聚合物 阻变存储器 神经突触模拟
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-29
• 1.1 电阻转变效应简介9-14
• 1.1.1 电阻转变效应的分类10-12
• 1.1.2 电阻转变器件的基本结构12
• 1.1.3 电阻转变器件的性能参数12-14
• 1.2 电阻转变器件所用的材料体系14-22
• 1.2.1 介质材料15-21
• 1.2.2 电极材料21-22
• 1.3 电阻转变效应的应用研究22-28
• 1.3.1 阻变随机存储器22-25
• 1.3.2 人工神经网络模拟25-28
• 1.4 本论文研究内容及意义28-29
• 第二章 基于铕-铁配位三联吡啶聚合物的多值存储及柔性研究29-46
• 2.1 引言29
• 2.2 实验部分29-32
• 2.2.1 主要实验试剂29
• 2.2.2 主要实验仪器29-30
• 2.2.3 铕-铁配位三联吡啶聚合物(TPy-Eu-Fe)的制备30-31
• 2.2.4 ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS器件的制备31-32
• 2.3 铕-铁配位三联吡啶聚合物(TPy-Eu-Fe)的结构与性能分析32-36
• 2.3.1 TPy-Eu-Fe的红外光谱分析32-33
• 2.3.2 TPy-Eu-Fe的X射线光电子能谱(XPS)分析33-34
• 2.3.3 TPy-Eu-Fe的分子量表征34-35
• 2.3.4 TPy-Eu-Fe的热性能分析35-36
• 2.4 ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS器件的结构与性能分析36-45
• 2.4.1 ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS器件的表面形貌分析36-37
• 2.4.2 ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS器件的多值存储37-39
• 2.4.3 ITO/TPy-Eu-Fe/ITO/PDMS器件的柔性研究39-45
• 2.5 本章小结45-46
• 第三章 基于铁配位三联吡啶聚合物的神经突触模拟46-62
• 3.1 引言46
• 3.2 实验部分46-48
• 3.2.1 主要实验试剂46
• 3.2.2 主要实验仪器46-47
• 3.2.3 铁配位三联吡啶(TPy-Fe)聚合物的制备47-48
• 3.2.4 Ta/EV(ClO_4)_2+PEO/TPy-Fe/ITO/Glass器件的制备48
• 3.3 铁配位三联吡啶聚合物(TPy-Fe)的结构与性能分析48-53
• 3.3.1 TPy-Fe的红外光谱分析48-49
• 3.3.2 TPy-Fe的核磁共振波谱分析49-50
• 3.3.3 TPy-Fe的分子量表征50
• 3.3.4 TPy-Fe的X射线光电子能谱(XPS)分析50-51
• 3.3.5 TPy-Fe的荧光光谱分析51-52
• 3.3.6 TPy-Fe的能级分析52-53
• 3.4 Ta/EV(ClO_4)_2+PEO/TPy-Fe/ITO/Glass器件的结构与性能分析53-60
• 3.4.1 Ta/EV(ClO_4)_2+PEO/TPy-Fe/ITO器件的结构与断面形貌表征53-54
• 3.4.2 Ta/EV(ClO_4)_2+PEO/TPy-Fe/ITO器件的电阻转变性能分析54-60
• 3.5 本章小结60-62
• 第四章 结论与展望62-64
• 4.1 结论62-63
• 4.2 展望63-64
• 参考文献64-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-77
• 致谢77-78

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本文编号：907456