高分子メモリ材料の開発

高分子记忆材料的开发

基本信息

批准号：
11J02900
负责人：
黒澤忠法
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yamagata University (2013)Tokyo Institute of Technology (2011-2012)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

高分子メモリデバイスは、その成形性、柔軟性の高さ、用いる材料による特性の調節が可能であることから、現行の無機半導体メモリに取って代わるデバイスとして大きな注目を集めている。これまでにメモリ特性を示す高分子材料は数多く報告されてきているものの、その一次構造と発現するメモリ特性の関係は未だ不明な点が多く、この関係性は高分子メモリ材料の研究開発が抱える最も大きな課題である。即ち、メモリ特性を調節できるような高分子材料の分子設計指針を構築することが、本研究領域において最重要の位置にある。本研究では、一貫して材料の一次構造と発現するメモリ特性の関係性の解明および揮発性の調節を可能にする分子設計指針の構築を目的としている。揮発・不揮発性の調節を行うためには、ポリマーに電圧を印加させたときに誘起される励起状態(電荷移動錯体 ; CT complex)の安定性を調節することが必要である。一般的に、電子供与性のドナーと電子受容性のアクセプターがポリマー鎖中に存在すると、電圧を印加した際に容易にCT complexは形成されるものの、電場を取り除くとこのCT complexは不安定であるために元の基底状態に戻ってしまう。昨年度、大きな共鳴構造を導入することで、分子設計を通してCT complexの安定性の調節、延いては発現するメモリ特性の調節を可能にした。しかし、本指針に基づく材料開発の例は非常に少なく、これをより確立したものにする必要がある。そこで、本年度の研究では下記の大きな共鳴構造を有する種々の低分子および高分子材料を合成し、これら材料がメモリの揮発・不揮発性を普遍的に調節することが可能であるかを検討した。結果として、分子設計を通して目的通りの特性を発現させることに成功し、揮発・不揮発性を作り分けるための明確な分子設計指針の構築が可能になったと言える。これは、異なるデバイス構造においても適応できることから、普遍的な分子設計指針であるという結論を見出した。

聚合物记忆设备作为设备引起了极大的关注，这些设备由于其可成型性，高灵活性以及根据所使用的材料而调整其性质的能力，因此可以取代当前的无机半导体记忆。尽管到目前为止已经报道了许多表现出记忆特征的聚合物材料，但关于其主要结构与它们表达的记忆特征之间的关系仍然存在许多未知，而这种关系是聚合物记忆材料的研究和发展面临的最大挑战。也就是说，在该研究领域中，为可以调整记忆特性的聚合物材料制定分子设计指南是重中之重。这项研究旨在阐明材料的主要结构与表达的记忆特性之间的关系，并构建允许调节波动率的分子设计指南。为了调节挥发率和不易挥发性，有必要调整当将电压施加到聚合物上时引起的激发态（电荷转移复合物）的稳定性。通常，当聚合物链中存在电子捐赠供体和电子受体时，在应用电压时很容易形成CT络合物，但是当去除电场时，CT复合物将不稳定并返回其原始基态。去年，通过引入较大的谐振结构，我们使调节CT复合物的稳定性成为可能，然后调节通过分子设计表达的记忆特性。但是，基于此指南，很少有材料开发的例子，因此有必要使其更加确定。因此，今年的研究是通过以下大共振结构合成各种低分子和聚合物材料的，并检查了这些材料是否可以普遍调节记忆的波动性和不易作用。结果，可以说，已经成功实现了达到所需特性的分子设计，并且已经建立了明确的分子设计准则来创建不同的挥发性和非挥发性特性。我们得出的结论是，这是一个通用分子设计指南，因为它可以适应不同的设备结构。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effects of the acceptor conjugation length and composition on the electrical memory characteristics of random copolyimides

DOI：
10.1002/pola.26502
发表时间：
2013-03
期刊：
Journal of Polymer Science Part A
影响因子：
0
作者：
Tadanori Kurosawa;Yi-Cang Lai;An-dih Yu;Hung‐Chin Wu;Tomoya Higashihara;M. Ueda;Wen‐Chang Chen
通讯作者：
Tadanori Kurosawa;Yi-Cang Lai;An-dih Yu;Hung‐Chin Wu;Tomoya Higashihara;M. Ueda;Wen‐Chang Chen

ドナー・アクセプター型低分子イミドの合成とメモリ材料への応用

给受体型低分子酰亚胺的合成及其在记忆材料中的应用

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒澤忠法;東原知哉;上田充;Wen-YaLee;Wen-Chang Chen
通讯作者：
Wen-Chang Chen

Tuning the Electrical Memory Characteristics from Volatile to Nonvolatile by Perylene Imide Composition in Random Copolyimides

DOI：
10.1021/ma300732m
发表时间：
2012-05
期刊：
Macromolecules
影响因子：
5.5
作者：
Tadanori Kurosawa;Yi-Cang Lai;Tomoya Higashihara;M. Ueda;Cheng‐Liang Liu;Wen‐Chang Chen
通讯作者：
Tadanori Kurosawa;Yi-Cang Lai;Tomoya Higashihara;M. Ueda;Cheng‐Liang Liu;Wen‐Chang Chen

Inducing a high twisted conformation in the polyimide structure by bulky donor moieties for the development of non-volatile memory