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[材料资讯] 韩宝航课题组与孙连峰课题组合作在多孔有机聚合物膜应用于忆阻器方面取得进展

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发表于 2022-6-9 15:50:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
多孔有机聚合物薄膜具有本征多孔性和可调节的孔隙环境,非常适合于电子器件的应用。然而,由于缺乏鲁棒性、可加工性和制备的可控性,基于多孔有机聚合物薄膜的电子器件的构建仍然存在巨大的挑战。咔唑是一种具有较低氧化电位的高电活性单元,可通过电化学策略制备多孔有机聚合物薄膜。这为制备基于多孔有机聚合物薄膜的电子器件提供了思路。近日,国家纳米科学中心韩宝航研究员课题组与孙连峰研究员课题组合作,在电化学制备的多孔有机聚合物膜应用于忆阻器方面取得重要进展。

咔唑基多孔

咔唑基多孔
咔唑基多孔有机聚合物膜的电化学聚合及其在忆阻器应用中的性能评估
       研究团队设计并合成了一系列含有咔唑单元的单体用来通过电化学方法构建薄膜。由单体Cz-0CN、Cz-1CN和Cz-2CN通过电化学聚合分别得到多孔有机聚合物薄膜eCPF-0、eCPF-1和eCPF-2。这些电化学聚合的多孔有机聚合物薄膜具有良好的完整性、连续性和光洁度。薄膜的厚度在10 ~ 200 nm范围内可精确调控。利用功能分子的可设计性,将不同数量的氰基单元作为吸电子基团引入到分子中。结果表明,基于具有最高氰基含量的eCPF-2构建的忆阻器表现出最优的低开关电压(+0.60±0.25 V)以及最优的开/关比(104)。由于良好的电子转移系统,基于eCPF-2器件的开关比是基于无氰基eCPF-0的器件的近1000倍。得益于电化学聚合的多孔有机聚合物薄膜的鲁棒性,基于这些薄膜构建的忆阻器能够稳定运行约700个周期,并显示出对于各种恶劣环境场景的良好耐受性。本研究中提出的电化学聚合的多孔有机聚合物薄膜策略,为开发包括忆阻器等电子器件的功能材料提供了一种可行的思路。
        相关研究成果以Electrochemical Preparation of Porous Organic Polymer Films for High-Performance Memristors为题目发表于Angew. Chem., Int. Ed.杂志上(DOI: 10.1002/anie.202205796),并被遴选为VIP论文。国家纳米科学中心博士研究生陶友与刘辉为共同第一作者,李勇军博士、丁雪松博士、孙连峰研究员和韩宝航研究员为本文的共同通讯作者。此外,论文还得到了华南理工大学顾成教授在电化学聚合以及材料表征的帮助。该论文获得了国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项以及科技部纳米重大专项资助的支持。
        文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202205796


         


      文章来源:国家纳米科学中心
      韩宝航,国家纳米科学中心研究员。1999年毕业于南开大学获得博士学位。2000年至2005年分别在德国胶体与界面马普研究所、加拿大渥太华大学和多伦多大学作博士后研究工作。2005年进入国家纳米科学中心工作至今,主要从事超分子纳米材料与器件方面的研究。承担过多项国家级项目,在Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等学术刊物上发表SCI论文130余篇,他引3000余次。
      孙连峰,男,1964年出生于山东淄博。国家纳米科学中心博士生导师。1986年毕业于山东曲阜师范大学物理系,1989年在中科院物理所获硕士学位。1990年至1997年在胜利油田工作,2000年在中科院物理所获博士学位,2000年到2003年间分在新加坡国立大学物理系(博士后)及英国剑桥大学Cavendish做研究工作。2004年进入国家纳米科学中心工作,任研究员。现已发表包括Nature (1), Nano Lett. (4), Adv. Mater. (5), App. Phys. Lett. (8)等SCI 论文近50篇,文章他人引用率超过600 次。研究工作曾被评为国内基础研究十大进展,被科学时报,科学通报,中国科技通讯,英国BBC(News On line),Nature China,Asia Materials(Nature Group)等多次报道。







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