CN108155289A - 基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 - Google Patents
基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108155289A CN108155289A CN201711417363.5A CN201711417363A CN108155289A CN 108155289 A CN108155289 A CN 108155289A CN 201711417363 A CN201711417363 A CN 201711417363A CN 108155289 A CN108155289 A CN 108155289A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- polyaniline
- gold nanoparticle
- composite material
- memory device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 124
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 38
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- -1 anilino- Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 5
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RWZYAGGXGHYGMB-UHFFFAOYSA-N anthranilic acid Chemical compound NC1=CC=CC=C1C(O)=O RWZYAGGXGHYGMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical group [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 125000002490 anilino group Chemical group [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- YBQZXXMEJHZYMB-UHFFFAOYSA-N 1,2-diphenylhydrazine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NNC1=CC=CC=C1 YBQZXXMEJHZYMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
- H10N70/231—Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
- H10N70/021—Formation of switching materials, e.g. deposition of layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/881—Switching materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法,该存储器件由下电极、中间电活性存储层和上电极组成,其中下电极选自ITO导电玻璃、单晶硅、表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜中的一种,所述中间电活性存储层为氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料,上电极为金属铝。本发明在氧化石墨烯表面引入苯胺基团参与苯胺的接枝聚合过程,促使石墨烯与聚苯胺通过分子键相互连接,实现了石墨烯与聚苯胺的有效复合,减弱了石墨烯的聚集,通过氧化石墨烯与金纳米粒子改善了载流子在聚苯胺中的传输能力,使得存储器件具有良好的稳定性与重复性。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料及微电子技术领域,具体涉及一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展,电脑、手机等产品的更新换代越来越快。这其中离不开性能越来越优良的高速、高密度存储材料和存储器件。目前的研究已经发现,某些有机无机复合材料在外加电场下,改变电子或空穴的传输状态,在极短时间内可实现从高电阻状态到低电阻状态或者从低电阻状态到高电阻状态的突变,实现了信息的存储。
石墨烯作为一种具有二维纳米结构的信息材料,由于其优异的物理化学性能使其有望在电子工业中取代传统的硅材料。杜瑶(杜瑶.石墨烯基复合材料的制备及其在光电信息存储领域的应用[D].北京化工大学,2016.)、吴朝兴(吴朝兴,李福山,郭太良.石墨烯∶聚合物复合薄膜的图形化制备与非易失性存储性能研究[J].功能材料,2015,46(7):7014-7018.)、何聪丽(何聪丽.氧化石墨烯电阻型存储材料的研究[J].2010.)、尹文杰(尹文杰.氧化石墨烯及其阻变存储器的制备和性能研究[D].山东大学,2012.)等人进行了相应的研究并取得了一些成就。
然而石墨烯自身很难分散在溶液中并且非常容易聚集,不利于采用低成本的溶液加工方法将其制备成存储器件,目前对于石墨烯复合材料及其在存储器件上的应用研究尚处于初期阶段。杜瑶(杜瑶.石墨烯基复合材料的制备及其在光电信息存储领域的应用[D].北京化工大学,2016.)等人虽然将银纳米粒子通过交联分子共价接枝到表面含有羟基等官能团的氧化石墨烯上,改善了氧化石墨烯的性能,得到了基于银纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的存储器件,但是加入的交联分子不利于提升载流子的传输能力。
对于石墨烯/高分子复合材料,一方面难在如何实现石墨烯与高分子的均匀分布,降低石墨烯的聚集,另一方面难在如何改善载流子在石墨烯与高分子复合材料中的传输,提升存储器件的综合性能,这两大难题目前没有很好地解决办法,仍值得深入研究。
发明内容
本发明的目的在于解决现有石墨烯类复合材料存储器件存在的上述问题,提供一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法。该存储器件由导电玻璃类下电极、旋涂在下电极上的氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料中间电活性存储层、铝上电极组成,通过氧化石墨烯与金纳米粒子改善了载流子在聚苯胺中的传输能力,使得存储器件具有良好的稳定性与重复性。为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件,由下电极、中间电活性存储层和上电极组成,其中下电极选自ITO导电玻璃、单晶硅、表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜中的一种,所述中间电活性存储层为氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料,所述上电极为金属铝。
进一步的,所述中间电活性存储层厚度为100-200nm,所述上电极厚度为100-300nm。
进一步的,所述氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料中金纳米粒子的质量分数为0.25%-0.45%。
上述基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,包括以下步骤:(a)将下电极表面处理干净备用;(b)将氧化石墨烯改性得到含苯胺基的氧化石墨烯,接着将苯胺接枝到含苯胺基的氧化石墨烯上,得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;(c)将金纳米粒子、表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯分散在甲苯类溶剂中得到混合溶液,将混合溶液旋涂在下电极上,干燥后得到中间电活性存储层;(d)在中间电活性存储层上蒸镀一层铝,得到存储器件。
按照上述方案,步骤(a)所述下电极为ITO导电玻璃或单晶硅或表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜。
按照上述方案,步骤(b)中对氧化石墨烯的改性具体为:首先将氧化石墨烯、对苯二胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中,在100-110℃反应12-36h,分离得到含苯胺基的氧化石墨烯,然后将含苯胺基的氧化石墨烯分散在稀盐酸中,加入苯胺、氧化剂在0-4℃下反应18-36h,分离得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯。
更进一步的,氧化石墨烯的苯胺基改性过程中,氧化石墨烯与对苯二胺的质量比为1:0.2-5,溶液中对苯二胺的浓度为0.2-5g/L。
更进一步的,氧化石墨烯的表面接枝聚苯胺改性过程中,含苯胺基的氧化石墨烯与苯胺、氧化剂的质量比为1:0.5-5:1-20,所使用的稀盐酸pH为1,所使用的氧化剂为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或过硫酸铵。
按照上述方案,步骤(c)中金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯的质量比为x:(1-x),x的取值为0.25%-0.45%,旋涂速度为3000-5000转/分钟,旋涂时间为30-60秒,旋涂完成后在室温下干燥10-20min。
按照上述方案,旋涂形成的中间电活性存储层的厚度控制在100-200nm,上电极的厚度控制在100-300nm。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)在氧化石墨烯表面引入苯胺基参与苯胺的接枝聚合过程,促使石墨烯与聚苯胺通过分子键相互连接,实现石墨烯与聚苯胺的有效复合,减弱了石墨烯的聚集;
(2)氧化石墨烯表面接枝的聚苯胺有利于金纳米粒子均匀分布在氧化石墨烯表面,保证载流子均匀传输;
(3)氧化石墨烯与金纳米粒子协同改善了载流子在聚苯胺中的传输能力,使得保证存储器件具有良好的稳定性与重复性;
(4)通过调控复合材料中各组分的含量,可调控制得的存储器件的存储行为,金含量改变则存储器件的开启电压、开关电流比也会随之改变。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果,以下结合具体实施例进行进一步说明。
实施例1
1)将0.1g氧化石墨烯、0.1g对苯二胺分散在150mLN,N-二甲基甲酰胺中,在100℃反应18小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.1g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在10mL pH=1的盐酸中,分别加入0.1g苯胺、0.3g过硫酸铵、在4℃下反应18小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在已清洁的ITO导电玻璃上,以3000转/分钟的转速旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为30秒,最后将表面旋涂有复合材料的ITO导电玻璃置于室温下干燥10分钟;旋涂完成后,氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为110nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量分数为0.29%;
4)在旋涂完成的ITO导电玻璃上,通过热蒸发得到厚度为150nm的金属铝,以铝镀层作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过半导体参数分析探测仪测试器件的电流-电压曲线,其开启电压约为2.6V,开关电流比约为1.2×104。结果表明该器件具有较好的存储效应。
实施例2
1)将0.15g氧化石墨烯、0.2g对苯二胺分散在200mL的N,N-二甲基甲酰胺中,在105℃反应24小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.2g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在15mL的pH=1盐酸中,分别加入0.2g苯胺、1.8g硫酸铁、在0℃下反应24小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在清洁处理好的单晶硅表面以5000转/分钟的转速旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为40秒,最后将表面旋涂有复合材料的单晶硅置于室温下干燥15分钟;旋涂完成后,氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为130nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量分数为0.35%;
4)在旋涂完成的单晶硅上,通过热蒸发得到厚度为180nm的金属铝,以铝镀层作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过半导体参数分析探测仪测试器件的电流-电压曲线,其开启电压约为2.4V,开关电流比约为1.5×104。结果表明该器件具有较好的存储效应。
实施例3
1)将0.35g氧化石墨烯、0.4g对苯二胺分散在350mL的N,N-二甲基甲酰胺中,在105℃反应30小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.15g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在20mL的pH=1盐酸中,分别加入0.3g苯胺、1.5g氯化铁、在0℃下反应36小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在清洁好的ITO导电玻璃上以4000转/分钟得转速旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为50秒,最后将表面旋涂有复合材料的ITO导电玻璃置于室温下干燥10分钟;旋涂完成后,氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为180nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量分数为0.41%;
4)在旋涂完成的ITO导电玻璃上,通过热蒸发得到厚度为260nm的金属铝,以铝镀层作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过探测仪器测试器件,本器件具有较好的存储效应。
实施例4
1)将0.45g氧化石墨烯、0.5g对苯二胺分散在500mL的N,N-二甲基甲酰胺中,在110℃反应32小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.2g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在18mL的pH=1盐酸中,分别加入0.1g苯胺、0.9g硝酸铁、在4℃下反应24小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜上以4500转/分钟的转速旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为40秒,最后将表面旋涂有复合材料的表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜置于室温下干燥10分钟;旋涂完成后,氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为120nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量比例为0.32%;
4)在旋涂完成的表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜上,通过热蒸发得到厚度为200nm的金属铝,以铝镀层作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过探测仪器测试器件,本器件具有较好的存储效应。
实施例5
1)将0.2g氧化石墨烯、0.3g的对苯二胺分散在300mL的N,N-二甲基甲酰胺,在100℃反应36小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.25g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在18mL的pH=1盐酸中,分别加入0.3g苯胺、0.8g过硫酸铵、在4℃下反应28小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜上以转速3500转/分钟旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为50秒。氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为150nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量比例为0.39%。然后将表面旋涂有复合材料的表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜置于室温下干燥15分钟;
4)在旋涂完成的表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜上,通过热蒸发得到厚度为260nm的金属铝作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过探测仪器测试器件,本器件具有较好的存储效应。
实施例6
1)将0.3g氧化石墨烯、0.3g对苯二胺分散在280mL的N,N-二甲基甲酰胺中,在110℃反应24小时,离心、洗涤、烘干后得到含有苯胺基的氧化石墨烯;
2)将0.1g含有苯胺基的氧化石墨烯分散在15mL的pH=1盐酸中,分别加入0.15g苯胺、0.4g过硫酸铵、在2℃下反应30小时,离心、洗涤、烘干后得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
3)将金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯超声分散在甲苯中,然后在已清洁好的单晶硅上以4000转/分钟的转速旋涂上述含有氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的甲苯溶液,旋涂时间为45秒,最后将表面旋涂有复合材料的单晶硅置于室温下干燥20分钟;旋涂完成后,氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料在存储器件中的厚度为130nm,金纳米粒子在氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料中的重量比例为0.28%;
4)在旋涂完成的单晶硅上,通过热蒸发得到厚度为210nm的金属铝,以铝镀层作为上电极材料,即形成基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子三组分复合材料的存储器件。
在室温环境下,通过探测仪器测试器件,本器件具有较好的存储效应。
Claims (10)
1.一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件,其特征在于:该存储器件由下电极、中间电活性存储层和上电极组成,其中下电极选自ITO导电玻璃、单晶硅、表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜中的一种,中间电活性存储层为氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料,上电极为金属铝。
2.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件,其特征在于:所述中间电活性存储层厚度为100-200nm,所述上电极厚度为100-300nm。
3.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件,其特征在于:所述氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料中金纳米粒子的质量分数为0.25%-0.45%。
4.一种基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)将下电极表面处理干净备用;
(b)将氧化石墨烯改性得到含苯胺基的氧化石墨烯,接着将苯胺接枝到含苯胺基的氧化石墨烯上,得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯;
(c)将金纳米粒子、表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯分散在甲苯类溶剂中得到混合溶液,将混合溶液旋涂在下电极上,干燥后得到中间电活性存储层;
(d)在中间电活性存储层上蒸镀一层铝,得到存储器件。
5.根据权利要求4所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:步骤(a)所述下电极为ITO导电玻璃或单晶硅或表面蒸镀有氧化铟掺锡的柔性PET聚酯薄膜。
6.根据权利要求4所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:步骤(b)中对氧化石墨烯的改性具体为:首先将氧化石墨烯、对苯二胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中,在100-110℃反应12-36h,分离得到含苯胺基的氧化石墨烯,然后将含苯胺基的氧化石墨烯分散在稀盐酸中,加入苯胺、氧化剂在0-4℃下反应18-36h,分离得到表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯。
7.根据权利要求6所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:氧化石墨烯与对苯二胺的质量比为1:0.2-5,溶液中对苯二胺的浓度为0.2-5g/L。
8.根据权利要求6所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:含苯胺基的氧化石墨烯与苯胺、氧化剂的质量比为1:0.5-5:1-20,所使用的稀盐酸pH为1,所使用的氧化剂为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或过硫酸铵。
9.根据权利要求4所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:步骤(c)中金纳米粒子与表面接枝聚苯胺的氧化石墨烯的质量比为x:(1-x),x的取值为0.25%-0.45%,旋涂速度为3000-5000转/分钟,旋涂时间为30-60秒,旋涂完成后在室温下干燥10-20min。
10.根据权利要求4所述的基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件的制备方法,其特征在于:旋涂形成的中间电活性存储层的厚度控制在100-200nm,上电极的厚度控制在100-300nm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711417363.5A CN108155289B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711417363.5A CN108155289B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108155289A true CN108155289A (zh) | 2018-06-12 |
CN108155289B CN108155289B (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=62464585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711417363.5A Active CN108155289B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108155289B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108766791A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 武汉工程大学 | 一种基于石墨烯/聚苯胺复合薄膜的超级电容器的制备方法 |
CN109273282A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-25 | 武汉工程大学 | 苯胺基石墨烯/eva/聚苯胺柔性复合导电膜及其制备方法和应用 |
CN110148670A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-20 | 武汉工程大学 | 一种具有存储效应的石墨烯量子点/聚吡咯/金纳米粒子/聚乙烯醇复合纳米薄膜 |
CN110190187A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-30 | 武汉工程大学 | 一种基于石墨烯量子点/聚苯胺/金纳米粒子/聚乙烯醇复合材料的存储器件及其制备方法 |
CN110551393A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-10 | 武汉工程大学 | 一种导电高分子/氧化石墨烯复合材料的制备方法 |
CN111834526A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-27 | 华东理工大学 | 一种基于聚苯胺修饰黑磷纳米片的多功能电子器件及其制备方法和应用 |
CN113488587A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-10-08 | 黑龙江大学 | 一种基于银和氧化石墨烯的crs阻变存储器及其制备方法 |
CN115064666A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-16 | 万向一二三股份公司 | 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法 |
CN115259144A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-11-01 | 低维新材料科技(苏州)有限公司 | 一种基于石墨烯的高分子复合材料的制备方法和应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102391508A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-03-28 | 上海大学 | 柔性电极用氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
CN103897304A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 一种石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料及其制备方法和应用 |
CN104064363A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种3d花瓣状石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料及其制备方法 |
CN104313872A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-28 | 江南大学 | 一种石墨烯/聚苯胺共价结合柔性导电织物的制备方法 |
WO2015038570A2 (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Indiana University Research And Technology Corporation | Covalently-grafted polyaniline on graphene oxide sheets and its application in electrochemical supercapacitors |
CN104952913A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-30 | 武汉工程大学 | 一种聚乙烯吡啶修饰氧化石墨烯/金纳米粒子复合材料及其制备方法和应用 |
CN106674546A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-17 | 武汉工程大学 | 聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚苯胺导电复合水凝胶的制备方法及应用 |
KR20170064812A (ko) * | 2015-12-02 | 2017-06-12 | 서울대학교산학협력단 | 백금이 도입된 환원된 산화그래핀/폴리아닐린/폴리스타이렌술포네이트 하이브리드 페이스트를 이용한 다이폴 태그 안테나 응용 및 제조 |
-
2017
- 2017-12-25 CN CN201711417363.5A patent/CN108155289B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102391508A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-03-28 | 上海大学 | 柔性电极用氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
WO2015038570A2 (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Indiana University Research And Technology Corporation | Covalently-grafted polyaniline on graphene oxide sheets and its application in electrochemical supercapacitors |
CN103897304A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 一种石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料及其制备方法和应用 |
CN104064363A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种3d花瓣状石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料及其制备方法 |
CN104313872A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-28 | 江南大学 | 一种石墨烯/聚苯胺共价结合柔性导电织物的制备方法 |
CN104952913A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-30 | 武汉工程大学 | 一种聚乙烯吡啶修饰氧化石墨烯/金纳米粒子复合材料及其制备方法和应用 |
KR20170064812A (ko) * | 2015-12-02 | 2017-06-12 | 서울대학교산학협력단 | 백금이 도입된 환원된 산화그래핀/폴리아닐린/폴리스타이렌술포네이트 하이브리드 페이스트를 이용한 다이폴 태그 안테나 응용 및 제조 |
CN106674546A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-17 | 武汉工程大学 | 聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚苯胺导电复合水凝胶的制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BIN ZHANG等: "In Situ Synthesis and Nonvolatile Rewritable-Memory Effect of Polyaniline-Functionalized Graphene Oxide", 《CHEM. EUR. J.》 * |
王奇观等: "聚苯胺/氧化石墨烯接枝复合材料的制备及电容性能研究", 《精细化工中间体》 * |
金征宇: "《基因与纳米探针-医学分子成像理论与实践 中》", 30 November 2017, 天津科学技术出版社 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108766791A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 武汉工程大学 | 一种基于石墨烯/聚苯胺复合薄膜的超级电容器的制备方法 |
CN109273282A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-25 | 武汉工程大学 | 苯胺基石墨烯/eva/聚苯胺柔性复合导电膜及其制备方法和应用 |
CN110148670A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-20 | 武汉工程大学 | 一种具有存储效应的石墨烯量子点/聚吡咯/金纳米粒子/聚乙烯醇复合纳米薄膜 |
CN110190187A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-30 | 武汉工程大学 | 一种基于石墨烯量子点/聚苯胺/金纳米粒子/聚乙烯醇复合材料的存储器件及其制备方法 |
CN110190187B (zh) * | 2019-05-14 | 2023-04-18 | 武汉工程大学 | 一种基于石墨烯量子点/聚苯胺/金纳米粒子/聚乙烯醇复合材料的存储器件及其制备方法 |
CN110551393A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-10 | 武汉工程大学 | 一种导电高分子/氧化石墨烯复合材料的制备方法 |
CN111834526A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-27 | 华东理工大学 | 一种基于聚苯胺修饰黑磷纳米片的多功能电子器件及其制备方法和应用 |
CN113488587A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-10-08 | 黑龙江大学 | 一种基于银和氧化石墨烯的crs阻变存储器及其制备方法 |
CN115259144A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-11-01 | 低维新材料科技(苏州)有限公司 | 一种基于石墨烯的高分子复合材料的制备方法和应用 |
CN115259144B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-08-25 | 低维新材料科技(苏州)有限公司 | 一种基于石墨烯的高分子复合材料的制备方法和应用 |
CN115064666A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-16 | 万向一二三股份公司 | 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法 |
CN115064666B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-11-03 | 万向一二三股份公司 | 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108155289B (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108155289A (zh) | 基于氧化石墨烯/聚苯胺/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 | |
TWI446062B (zh) | 包含碳奈米管的透明傳導膜及其觸控式面板 | |
CN102138188B (zh) | 电响应复合材料和其制造方法以及采用该材料制造的传感器 | |
CN107154283B (zh) | 耐电迁移银纳米线复合薄膜及其制备方法 | |
US10351677B2 (en) | Graphene-containing composite material, preparation method and use thereof | |
US20100136343A1 (en) | Composition Including Carbon Nanotubes and Transparent and Conductive Film | |
CN104637570A (zh) | 柔性透明导电薄膜及其制备方法 | |
CN105702381A (zh) | 一种高度稳定的银纳米线复合薄膜的封装制备方法 | |
CN107663276B (zh) | 一种纳米粒子-高分子聚合物复合驻极体薄膜、其制备方法及含有该薄膜的摩擦纳米发电机 | |
JP2015504384A (ja) | 透明電極フィルム製造用基材フィルム | |
CN106576425A (zh) | 用于制备导电透明层的含有银纳米线和苯乙烯/(甲基)丙烯酸型共聚物的组合物 | |
CN108511133B (zh) | 一种免转印、高黏结性金属网格透明电极的制备方法 | |
CN104614413A (zh) | 一种无电极式半导体气体传感器及其制备方法 | |
TWI620359B (zh) | 透明電極及相關製造方法 | |
CN110190187B (zh) | 一种基于石墨烯量子点/聚苯胺/金纳米粒子/聚乙烯醇复合材料的存储器件及其制备方法 | |
CN102214499B (zh) | 含纳米银线的软性透明导电膜及其制造方法 | |
CN207367619U (zh) | 基于石墨烯具有高附着力的复合结构导电膜 | |
CN111627613B (zh) | 基于酚氧树脂的银纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法 | |
CN107103944B (zh) | 一种金属纳米线的定向排布方法 | |
CN111477740B (zh) | 一种可模拟神经突触的聚合物/量子点薄膜忆阻器及其制备方法 | |
CN104347640B (zh) | 可挠性显示装置 | |
CN107768023A (zh) | 基于石墨烯具有高附着力的复合结构导电膜及其制备方法 | |
CN109346242B (zh) | 一种基于银纳米线的透明电极及其制备方法 | |
CN105489313B (zh) | 高导电性基板及其制作方法 | |
CN108091761A (zh) | 基于磺化石墨烯/聚吡咯/金纳米粒子复合材料的存储器件及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |