有机薄膜晶体管存储器

　　存储器是信息技术的核心载体，无论是计算还是通信，都要以存储为其开端和终点，因此存储版块在信息产业的发展中具备先导性和需求刚性。有机薄膜晶体管存储器是新世代存诸技术的研究热点，它结合了闪速存储器的结构优势和有机半导体材料的分子优势，具有质量小、柔性好、可低温加工及可大面积制造等特点，可应用于开发柔性存储芯片。本书在阐述有机薄膜晶体管存储器的发展历程、工作原理和功能材料的基础上，讲述有机薄膜晶体管存储器的典 型器件结构、加工工艺和存储性能调控策略，并介绍其在神经形态电子、感存算一体化新原理器件方面的新研究成果，最 后对有机薄膜晶体管存储器的发展前景进行探讨。本书可供高等院校中微电子、材料、凝聚态物理、人工智能和神经生物学等专业的师生阅读，也可供相关行业中进行有机薄膜晶体管存储器理论、材料、器件研究及应用的科研工作者和相关企业的产品开发人员参考。

　　凌海峰 南京邮电大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。主要从事有机半导体存储器的研究工作。2017年在南京邮电大学获得工学博士学位，博士论文入选中国电子学会优 秀博士学位论文，随后在香港理工大学、德国马普高分子所从事博士后研究工作。现担任SmartMat青年编委、江苏特聘教授，获评英国皇 家化学会JMCC 新锐科 学家。 解令海 南京邮电大学二级教授、分子系统与有机器件中心负责人，“百千万人才工程”国 家级人选、国家优 秀青年科学基金获得者”，长期从事有机半导体及柔性电子材料研究。曾获国家自然科学奖二等奖、自然科学奖一等奖。 仪明东 南京邮电大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。主要研究方向为高性能有机半导体存储器/ 忆阻器，作为第 一作者或通讯作者在Advanced Materials、Angew.Chem. Int. Ed 和APL 等期刊发表系列研究论文，部分成果获自然科学奖一等奖。 黄维 中国科学院院士，俄罗斯科学院、美国工程院外籍院士，亚太材料科学院院士。有机电子和柔性电子学家，有机电子与信息显示国家重点实验室主任。曾两次获得国家自然科学奖二等奖，四次获得自然科学奖一等奖。

第 1 章 绪论. 1
1.1 晶体管存储器发展简史. 1
1.2 存储器的分类与分级存储结构 9
1.3 神经形态电子学与突触晶体管 13
第 2 章 工作原理. 19
2.1 有机场效应晶体管的结构及工作原理 19
2.2 有机场效应晶体管存储器的结构及工作原理. 21
2.3 器件性能评价参数. 27
2.3.1 场效应特性参数. 27
2.3.2 存储特性参数 31
第3 章 存储器材料. 35
3.1 有机半导体材料. 35
3.1.1 单组分有机半导体材料 37
3.1.2 多组分有机半导体材料 39
3.2 介电材料 41
3.2.1 小分子半导体材料. 43
3.2.2 聚合物驻极体材料. 49
3.2.3 纳米结构材料 53
3.3 电极材料 57
3.4 封装材料 58
第4 章 连续型聚合物驻极体中的微纳结构. 60
4.1 连续型聚合物驻极体. 60
4.1.1 厚度效应. 60
4.1.2 分子量效应 69
4.1.3 退火温度效应 72
4.2 纳米孔图案化工程. 76
4.2.1 利用湿度效应制备的纳米孔图案. 77
4.2.2 多孔结构的存储效应. 84
4.2.3 用光刻法制备的纳米孔图案. 92
4.2.4 用模板法制备的纳米孔图案. 96
4.3 聚合物链相变工程. 97
4.4 自组装单分子层工程. 106
第5 章 纳米浮栅中的微纳结构 109
5.1 相分离工程 109
5.1.1 聚合物有机半导体/绝缘聚合物 109
5.1.2 小分子有机半导体/绝缘聚合物.113
5.2 超晶格Au-NP 浮栅工程119
5.2.1 超晶格的类型.119
5.2.2 超晶格Au-NP 的制备方法. 120
5.2.3 影响超晶格形成的因素 124
5.2.4 超晶格金纳米颗粒浮栅存储器. 127
5.3 分子浮栅工程 129
5.3.1 单组分分子浮栅. 129
5.3.2 多组分掺杂型浮栅. 132
5.3.3 金属有机骨架纳米片浮栅 135
第6 章 异质结. 138
6.1 异质结的类型 138
6.2 光敏型多层异质结. 140
6.2.1 光敏聚合物驻极体. 140
6.2.2 钙钛矿量子点 145
6.2.3 光致变色材料 148
6.3 类量子阱型有机半导体异质结 150
6.4 有机半导体层中的混合异质结 152
6.4.1 掺杂光致变色吸光材料 153
6.4.2 有机-有机混合异质结 157
6.4.3 有机-二维混合异质结 160
第7 章 存储机制的直观表征 163
7.1 原子力显微镜 163
7.2 静电力显微镜 167
7.2.1 工作原理. 167
7.2.2 存储电荷分布表征. 170
7.3 开尔文探针力显微镜. 176
第8 章 新型有机薄膜晶体管存储器. 183
8.1 铁电有机场效应晶体管存储器 183
8.1.1 有机铁电材料 183
8.1.2 工作原理. 186
8.1.3 铁电有机突触晶体管. 188
8.2 电解质栅控有机晶体管存储器 189
8.2.1 电解质材料 189
8.2.2 工作原理. 191
8.2.3 电解质突触晶体管. 195
8.3 有机赝晶体管 200
8.3.1 有机忆阻晶体管. 201
8.3.2 浮栅忆阻器 210
8.3.3 有机薄膜忆阻器. 212
8.3.4 隧穿随机存取存储器. 214
8.4 柔性有机场效应晶体管. 216
8.4.1 柔性有机场效应晶体管的结构设计 216
8.4.2 柔性低电压有机场效应晶体管. 219
8.4.3 纳米浮栅型柔性有机场效应晶体管存储器. 222
8.5 有机薄膜晶体管存储器研究展望 226
附录 南京邮电大学光电材料研究所相关领域论文列表（2011—2023 年） 229
参考文献 236