lol比赛赌注平台:西安交大在绝缘聚合物电介质薄_lol比赛赌注平台

lol比赛赌注平台西安交大在绝缘聚合物电介质薄膜领域取得新进展

研究背景

绝缘聚合物被广泛应用为高压电力设备的主绝缘结构和有机电子器件的介电层。经过近半个世纪的探索电力电子器件应用，通过高性能半导体分子的设计，有机场效应晶体管（OFET）的性能得到显著提升。进而，OFET的功能拓展和应用成为现阶段的研究热点，例如：光电存储器和仿生神经系统。OFET结构中电力电子器件应用，绝缘聚合物介电层位于半导体层和栅极之间，其电荷存储能力直接决定存储器件或人工突触的性能优劣。对于人工突触器件而言，OFET栅极为突触前端，触发电压脉冲信号；介电层的电荷捕获和释放决定了突触的训练和学习过程，从而引起差异化的半导体电导电流，形成突触后响应。因此电力电子器件应用，人工突触的性能提升要求介电绝缘聚合物具有优良的电荷捕获特性以增强驻极体强度，同时具有快速电荷捕获/释放特性以实现信息的快速写入和擦除。近年来，随着高k、氟化聚合物的应用电力电子器件应用，OFET的电荷存储特性得到优化。然而，现阶段学术界对聚合物分子结构和电荷存储特性的关系仍缺乏深入理解，亦没有形成高性能绝缘聚合物分子设计的普适性原则电力电子器件应用，成为OFET基仿生神经系统性能提升的瓶颈。

lol比赛赌注平台成果简介

在前期研究（Yuanwei Zhu et al., Mater. Horiz. 2020, 7, 1861-1871）的基础上，本研究通过支链工程设计并合成了一系列氟化聚苯乙烯（fluorinated polystyrene, FPS）异构体，即邻位（ortho, o-）、间位（meta, m-）和对位（para, p-）氟化聚苯乙烯。发现o-、m-和p-FPS的分子内静电势逐渐增大，引起聚合物分子极化和电荷捕获特性的提升，体现为介电常数的增大和深电荷陷阱的形成。进而，p-FPS表现出最大的深陷阱密度、禁带宽度和介电常数。通过将o-、m-和p-FPS用作OFET的电介质，发现通过简单地改变聚苯乙烯侧链上的F原子位置即可大幅提升器件的光电存储和人工突触性能，揭示了支链极性基团位置与介电/驻极体性能间的关联。在综合高k介电分子对半导体的电荷传输扰动效应后，推荐采用具有较强分子极性结构且er < 5的绝缘聚合物作为有机光电存储器和人工突触器件的介电层材料。

图文导读

lol比赛赌注平台图1 FPS的物理性质. o-FPS、m-FPS、p-FPS的 (a) TGA; (b) DSC; (c) 紫外吸收光谱; (d) 能带结构; (e) 水接触角； (f) 静电势分布以及分子极性指数PI； (g) p-FPS薄膜的AFM图像(5 × 5 μm2).

图2 FPS的电介质特性. (a) o-FPS, (b) m-FPS, (c) p-FPS的介电常数谱；(d) o-FPS, (e) m-FPS, (f) p-FPS高温区间(100~160 oC)的介电损耗谱；(g) o-FPS, (h) m-FPS, (i) p-FPS低温区间(0~80 oC)的介电损耗谱.

图3 FPS的电荷存储特性. o-FPS, m-FPS, p-FPS和PS的(a) ISPD测试结果；(b) 陷阱深度和陷阱密度分布; (c) 热刺激电流；(d) 态密度分布.

图4 基于FPS介电层的OFET光电存储器. (a)器件结构示意图；(b-d) o-FPS、m-FPS、p-FPS 介电层OFET光电存储器的转移曲线；(e) 基于o-FPS、m-FPS、p-FPS 介电层OFET的阈值电压(Vth)和存储窗口(ΔVth)的对比；(f) 光电存储器的长时记忆特性；(g-i) 基于o-FPS、m-FPS、p-FPS介电层OFET的光存储器的循环稳定性.

图5 基于FPS介电层的OFET人工突触. (a) 基于OFET的人工突触结构；(b) 单光脉冲，(c) 双光脉冲刺激，(d) 多光脉冲，刺激后o-FPS、m-FPS、p-FPS介电层人工突触的响应电流(EPSC)；(e) 双脉冲促进(PPF)值；(f) 人工突触由短时记忆(STM)向长时记忆(LTM)的转化；(g) 人工神经网络实现图像识别示意图；(h) 突触后电流的激励与抑制；(i) 基于o-FPS、m-FPS、p-FPS 介电层OFET的人工神经网络的图像识别率；(j) p-FPS介电层的人工神经网络对数字0-9的识别率.