Neue Donor-Akzeptor-Polyimide mit Dibenzothiophen für Anwendungen in Hochleistungs-Speichergeräten

Wir berichten über die Synthese und Charakterisierung von zwei neuartigen Polyimiden (PIs), PI(2,8-APDBT-6FDA) und PI(3,7-APDBT-6FDA), die aus abwechselnden elektronendonierenden 2,8- oder 3,7-phenylensulfanyl-substituierten Dibenzothiophen und elektronacceptierenden Phthalimid-Moieties für Anwendungen in Hochleistungs-Speichergeräten bestehen. Die optischen Bandlücken der Filme PI(2,8-APDBT-6FDA) und PI(3,7-APDBT-6FDA) betrugen 3,40 bzw. 3,31 eV, was die Bedeutung der Verknüpfungsposition anzeigt. Das Gerät mit der ITO/PIs/Al-Konfiguration zeigte die Multispeichermerkmale, die von einem hochleitenden ohmschen Stromfluss zu nichtflüchtigem negativen Differenzialwiderstand (NDR), dynamischem Random Access Memory (DRAM) und Isolator wechselten, mit den entsprechenden Filmstärken von 12, 20, 25 und 45 nm. Beide PIs wiesen ähnliche Speichermerkmale auf, aber PI(3,7-APDBT-6FDA) hatte aufgrund seines hochliegenden HOMO-Energieniveaus eine niedrigere Schwellenspannung. Das 20 nm PI-Gerät zeigte das nichtflüchtige Verhalten mit der NDR-Region und dreistufiger Programmierung für die elektrische Stabilität von mindestens 10^4 s, was auf die Diffusion von Al-Atomen in die PIs-Schicht zurückzuführen ist. Das 25 nm PI-Gerät zeigte das reproduzierbare DRAM-Merkmal mit einem hohen ON/OFF-Stromverhältnis von mehr als 10^8. Das schwache sofortige Dipolmoment führte zu dem instabilen induzierten Ladungsübertragungs-Komplex, der durch die Dichtefunktionaltheorie bestätigt wurde. Die experimentellen Ergebnisse deuteten darauf hin, dass das anpassbare Schaltverhalten durch das geeignete Design der Struktur der Donor-Akzeptor-PIs und die kontrollierbare Dicke der aktiven Speicherschicht erreicht werden könnte.