存储器件中由金属离子3d轨道电子排布控制的电荷转移过程（英文）

作者：郭家聪; 张焱坤; 田**; 纪德洋^*; 齐胜利^*; 武德珍; 胡文平

来源：Science China-Materials, 2021, 64(07): 1713-1722.

具有电双稳态的功能性聚合物材料因其纳米尺寸的存储位点、3D可堆叠性和固有柔性等优点,在高密度数据存储领域展现出巨大的应用潜力.具有电子给体-受体结构的聚酰亚胺在电场下可以形成电荷转移络合物,使其可以作为存储材料.本文合成了三种卟啉基聚酰亚胺DATPP-DSDA、Zn-DATPP-DSDA和MnDATPP-DSDA用于信息存储.研究发现金属离子的不同3d轨道电子排布对于聚酰亚胺的存储行为有决定性的影响.其中, DATPPDSDA展现出非易失性WORM存储行为, Zn-DATPP-DSDA展现出易失性SRAM存储行为,而Mn-DATPP-DSDA不具有存储性能.通过分析轨道跃迁贡献和电荷转移激发态的空穴-电子分布,研究了不同金属离子调节存储行为类型的作用.分子模拟结果表明锌离子起到一个"桥"的作用,可以促使电子从电子给体转移到电子受体部分,而锰离子起到一个"阱"的作用来阻止这一过程.对于卟啉基聚酰亚胺,这一研究证明了通过改变中心金属离子来调节存储行为的策略是可行的,并且提出了不同金属离子调节电荷转移过程的不同作用.

• 单位
  天津大学; 北京化工大学; 化工资源有效利用国家重点实验室