基于杂化驻极体的高性能有机场效应晶体管存储器的研究

发布时间：2021-12-22 08:26

　　物联网和大数据时代的来临对存储器提出了更高的功能性和集成度要求,有机场效应晶体管存储器因具有成本低、非破坏性读取、易于与电子电路集成以及可大面积柔性制备等优点而备受青睐。近年来,为了制备出大容量、高稳定性的有机场效应晶体管存储器,研究者们致力于开发新型电荷存储材料、优化器件结构、调控界面形貌等工作,但器件的存储容量、可靠性以及耐受性等方面仍然有待提高。本论文选取新型的杂化驻极体材料作为研究对象,并从薄膜形貌、器件结构等方面探究其对器件性能的影响。主要研究内容和成果如下:本论文首先研究了两种侧链PS长度的有机无机杂化多酸簇材料CSPS-1和CSPS-2对有机场效应晶体管存储器存储性能的影响。研究发现随着侧链PS的增加,器件具有更高的的载流子迁移率,更大的存储窗口,更稳定的维持时间特性以及更可靠的耐受性,因此筛选出存储性能更为优异的CSPS-2作为下一步界面形貌和器件结构优化的研究对象。此外,通过与单纯PS薄膜器件的对比实验,进一步证明多酸簇材料中的核Co W具有较强的俘获空穴的能力,而侧链PS具有较强的俘获电子的能力,使得由此制备的器件具有双极性存储性能,并能有效的阻止电荷逃逸。其次,通... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

有机电子学的广泛应用

存储器的主要性能参数包括场效应晶体管特性参数和存储特性参数。其中，场效应晶体管特性参数主要包括载流子迁移率(μ)、阈值电压(VTH)、电流开关比（ION/IOFF）。存储特性参数主要包括存储窗口、维持时间和读写擦循环。（1）场效应晶体管特性参数场效应晶体管特性参数可以从器件的转移特性曲线和输出特性曲线中获得，如图 1.2 所示，通过计算可以得到器件的载流子迁移率、阈值电压和电流开关比。载流子迁移率是评价载流子在电场作用下移动传输难易程度的重要参数，载流子迁移率越高，器件开关速度越快。阈值电压是指使器件导电沟道刚刚连接可以产生移动电荷，使得器件导通的最小栅压，器件的阈值电压越小，驱动电压就越小，能耗就越低[30]。电流开关比是指器件分别在开状态和关状态下对应的源漏电压下的电流比值，电流开关比越高，器件的开关能力就越强，表明器件的稳定性越好。对于有机场效应晶体管存储器，电流开关比越大，器件的稳定性和可靠性越高，抗干扰能力越强，并且可以在不增加器件单元的基础上提高电荷存储密度，实现多阶存储。

图 1.4 有机场效应晶体管存储器的存储转移特性曲线。间是通过固定有机场效应晶体管存储器的读取电压，分别观察器件在源漏电流随时间的变化情况，如图 1.5 所示，是衡量器件在写入状的电荷的保持能力，反映器件存储稳定性的重要参数。在实验测试过 104s，源漏电流衰减率越小，表明存储功能层越能阻碍电荷的逃逸。

【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性有机非易失性场效应晶体管存储器的研究进展[J]. 柴玉华,郭玉秀,卞伟,李雯,杨涛,仪明东,范曲立,解令海,黄维.  物理学报. 2014(02)
[2]有机/聚合物电存储器及其作用机制[J]. 刘举庆,陈淑芬,陈琳,解令海,钱妍,凌启淡,黄维.  科学通报. 2009(22)



本文编号：3546083