日本語AIでPubMedを検索
新規酸素系ポリマーの化学的に制御された揮発性および不揮発性抵抗記憶特性
Chemically Controlled Volatile and Nonvolatile Resistive Memory Characteristics of Novel Oxygen-Based Polymers.
PMID: 32525296 DOI: 10.1021/acsami.0c06939.
抄録
現代のマイクロエレクトロニクスにおける最近の進歩は、最新のデバイスのデータ記憶容量を継続的に増大させていますが、その一方で、繊細でコストのかかる製造プロセスを必要とします。従来の無機半導体に代わるものとして、コスト効率、電力効率、柔軟な加工性などから、半導体ポリマーが学術的にも産業的にも注目されています。ここでは、ポリ（エチレン-マレイン酸塩）と様々なオキシベンジルアルコール誘導体とのポスト修飾反応を用いて、一連の新規な酸素系ポリマーを合成しました。これらの酸素系ポリマーは180℃まで熱的に安定であり、そのナノスケールフィルムデバイスは高いON/OFF電流比を持ち、信頼性の高い電力効率の高いユニポーラ型の揮発性および不揮発性抵抗性メモリ特性を示します。さらに、オキシフェニル側基の酸素原子の数を増やすと、薄膜ポリマーデバイスは広い動作膜厚範囲を示す。このメモリ特性は、電荷トラップサイトとして機能するオキシフェニル部位に依存しており、OFF状態ではショットキー発光とトラップ制限空間電荷制限伝導、ON状態ではホッピング伝導の組み合わせが観測された。この研究は、p型抵抗性メモリ材料の強力な開発ツールとして、オキシフェニル誘導体をポリマー誘電体に化学的に組み込むことを実証している。
Recent advancements in modern microelectronics continuously increase the data storage capacity of modern devices, but they require delicate and costly fabrication processes. As alternatives to conventional inorganic based semiconductors, semiconducting polymers are of academic and industrial interest for their cost-efficiency, power efficiency, and flexible processability. Here, we have synthesized a series of novel oxygen-based polymers through the postmodification reactions of poly(ethylene--maleate) with various oxybenzyl alcohol derivatives. The oxygen-based polymers are thermally stable up to 180 °C, and their nanoscale film devices exhibit reliable, power efficient -type unipolar volatile and nonvolatile resistive memory characteristics with high ON/OFF current ratios. Additionally, when given a higher number of oxygen atoms in oxyphenyl side groups, the thin film polymer devices demonstrate a wide operational film thickness range. The memory characteristics depend on the oxyphenyl moieties functioning as charge trap sites, where a combination of Schottky emission and trap-limited space charge limited conductions in OFF-state and hopping conduction in ON-state are observed. This study demonstrates the chemical incorporation of oxyphenyl derivatives into polymer dielectrics as a powerful development tool for p-type resistive memory materials.