随着社会的不断进步和科学的飞速发展,人们进入到了信息化时代,导致了信息量产生爆炸性的增长,使得人们对于高密度存储的需求越发的迫切。科学家们研究出了各种类型的存储材料,而其中的有机电存储材料由于其本身优异的性能受到了广泛的关注。典型的“三明治结构”存储器件成本低廉、材料的结构可设计和调控、器件制备工艺简单且多样化、能耗低等特点,使得其有可能成为传统硅基存储材料的优良替代品。随着有机电存储材料实现了多进制存储,大大加快了高密度、小体积、低能耗的存储器件研究的进程。本文主要通过调节分子的不同功能基团,并通过不同的成膜方式进行存储器件的制备,从而实现对器件性能的优化,具体可分为以下四个方面:(1)设计合成了两个有机共轭小分子PDICN和PDITH。两个小分子均以苝酐为核心共轭骨架,通过在酰亚胺基团上引入长的烷基链增加分子在有机溶剂中的溶解度。分子PDITH通过在中心共轭骨架两侧引入供电子的噻吩基团,从而实现了二进制WORM型存储。分子PDICN通过在两侧引入苯氰基基团,实现了稳定的三进制WORM型存储。分子PDICN比分子PDITH制备的存储器件拥有更低的开启电压和更大的存储密度。这证明了通过对主共轭基团进行不同给吸电子基团的修饰,不仅可以改善材料的存储性能,还可以获得更高的存储进制。这对于人们致力于探索更高密度存储材料的制备具有借鉴意义。(2)设计合成了两个有机共轭小分子PDIP和PDIS。两个小分子都是以苝酐为核心骨架,在分子一端引入亲水基团形成两亲性分子结构。分子PDIP采用聚醚链为亲水基团,分子PDIS采对甲基苯磺酸吡啶盐作为亲水基团。为了更好的改善分子在薄膜中的堆积,将旋涂制备的两亲性分子薄膜置于水性溶剂甲醇和油性溶剂正己烷的饱和蒸汽中,通过不同溶剂对两亲性分子不同基团溶解性的差异诱导分子进行新的组装排列。我们发现,经过甲醇蒸气处理的分子薄膜具有更加紧密有序的堆积,经过正己烷蒸气处理的分子薄膜趋向于无定型分子排列。两个分子制备的存储器件都表现出典型的WORM型存储,且甲醇蒸气处理后,器件拥有更优良的存储性能。且相对于分子PDIP,分子PDIS的亲水基团具有更强的亲水性,分子堆积更好,存储器件的性能也更优。相比于传统的加热熟化薄膜,溶剂熟化薄膜具有更好的选择性,诱导分子重新自组装排列的驱动力也更强,存储器件的性能得到了优化。(3)设计合成了三个有机共轭小分子NIBe、NIQu和NIPy。三个分子都是以萘酐为吸电子基团,多苯环共轭结构为给电子基团的D-A型共轭小分子,三个分子的共轭面逐渐增大。我们通过浸渍提拉法实现的对三个分子薄膜的制备。基于这类分子,相比于常用的旋涂法,浸渍提拉法制备的薄膜更加平整和有序,这将非常有利于提高存储器件的性能。基于分子NIBe的器件展现出FLASH型存储。基于分子NIQu的存储器件依然会表现出FLASH型存储,但是比例会大大降低。而基于分子NIPy的存储器件则完全呈现出WORM型存储。这是由于三个分子随着多苯环基团共轭性的增加,分子从HOMO能级到LUMO能级的电荷转移距离变大,当器件激发到ON1态后,回复的难度也会越大,也就实现了器件从FLASH到WORM存储类型的转变。这种新型的有机存储器件薄膜的制备方式有利于器件制备方式的多样化和应用。通过调节共轭面大小改变存储类型的方法也为深入研究各种存储类型机理提供了参考。(4)本章使用天青石蓝为存储材料,利用电泳沉积法制备分子薄膜。电泳沉积法制备的薄膜呈现纤维状堆积,器件呈现为Flash型存储,而直接通过旋涂法制备的薄膜呈现柱状堆积,器件呈现出WORM型存储。由于当分子呈圆柱形堆积可以形成垂直于电极的电荷陷阱传输通道,所以表现出WORM存储。而网络状分子堆积,无法形成连接两个电极的直接通道,在器件开启后施加反向电压可能会导致传输路径的消失,从而实现器件的关闭,从而表现出Flash型存储。通过改变制膜方法从而改变分子堆积,获得了不同的存储类型,且电泳沉积法制备出的分子薄膜明显更加均一有序。这是因为相比于传统的旋涂法通过分子间作用力进行堆积,电泳沉积法是通过施加外力驱动分子做定向排列,所以分子的堆积会更加紧密且有序,也更易于探索其堆积方式。