光譜。然 后在根據(jù)所述一個(gè)或另一個(gè)核所實(shí)現(xiàn)的光譜中標(biāo)記由不同單體所給出的特定信號(hào)。因此, 例如,TrFE(CFH=CF2)單元通過(guò)質(zhì)子的RMN而給出CFH基的特定特征信號(hào)(大約為5ppm)。對(duì) 于\^2的CH2基是相同的(以3ppm為中心的峰(massif))。兩個(gè)信號(hào)的相對(duì)積分給出兩個(gè)單 體的相對(duì)豐度,也就是說(shuō)VDF/TrFE的摩爾比率。
[0076] 以相同的方式,全氟烷基乙烯基醚的末端基團(tuán)和丙烯的CF^過(guò)氟的RMN而給出 特征的并且很好地隔離的信號(hào)。通過(guò)質(zhì)子的RMN和通過(guò)氟的RMN所獲得的不同信號(hào)的相對(duì) 積分的組合導(dǎo)致方程組,其解導(dǎo)致獲得不同單體單元的摩爾濃度。
[0077] 最后有可能組合元素分析(例如針對(duì)如氯或溴的雜原子)與RMN分析。就是這樣可 以通過(guò)元素分析、通過(guò)測(cè)量氯含量來(lái)確定CTFE含量。
[0078] 本領(lǐng)域技術(shù)人員因而掌握了一系列方法或方法的組合,這使得其能夠在不含糊并 具有必要精度的情況下確定本發(fā)明的聚合物的組成。
[0079] 用于本發(fā)明的范圍中的優(yōu)選聚合物的示例是其組成在下表中被概述的那些(所述 組成要么涉及反應(yīng)混合物的單體要么涉及存在于所獲得的聚合物中的結(jié)構(gòu)單元):
[0080] 在前述表格中,PAVE可以尤其是PMVE??商鎿Q地,PAVE可以尤其是PPVE。
[0081] 以上描述的聚合物可以可選地是交聯(lián)的,例如通過(guò)2, 2, 4-三甲基-1,6-己二胺。 可替換地,以上描述的聚合物不是交聯(lián)的。
[0082] 以上描述的聚合物用于制造鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0083] 通過(guò)"鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備",理解的是一種使得能夠存儲(chǔ)信息的設(shè)備,在于它呈現(xiàn)至 少兩個(gè)不同的極化狀態(tài),從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一個(gè)狀態(tài)可以通過(guò)施加電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn),并且在不 存在電場(chǎng)的情況下保持極化。存儲(chǔ)器因此是雙穩(wěn)態(tài)且非易失性類型的。
[0084] 鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備需要用于能夠有效地存儲(chǔ)信息的足夠高(大于10V/Mffl并且例如 大于15V/Mm)的矯頑場(chǎng),但不是太高(小于50V/Mm),以便能夠容易地讀取所存儲(chǔ)的信息并 且布置足夠厚的設(shè)備。此外剩余極化必須是高的(大于10mC/m2)以使得在信息讀取期間具 有足夠強(qiáng)的信號(hào)。鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)能夠在大約20°C的環(huán)境溫度下以及在更高的 溫度下(優(yōu)選地大約30°C、甚至大約40°C、大約50°C或大約60°C)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0085] "松弛劑"類型的聚合物呈現(xiàn)低的矯頑場(chǎng)(典型地小于lOV/Mffl)以及低的(典型地小 于10mC/m2)、甚至為零的剩余極化。因此,這樣的材料不適用于鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備。它們適用 于制造可用于存儲(chǔ)能量或可用作易失性存儲(chǔ)器(其必須隨著時(shí)間被再充電)的電容器或致 動(dòng)器。
[0086]因此,本發(fā)明的鐵電聚合物不是松弛劑類型的或者具有強(qiáng)烈的松弛劑性質(zhì)的聚合 物。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備的不同之處還在于其形式及其電氣組件結(jié)構(gòu),所述 電氣組件諸如例如用于存儲(chǔ)能量的電容器。例如用于存儲(chǔ)能量的電容器實(shí)現(xiàn)自具有大表面 的金屬化聚合物的兩個(gè)膜,所述膜被卷繞并且封裝在包封中。
[0088] 相反,根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備優(yōu)選地是印刷且柔性的設(shè)備。其可以呈現(xiàn)針 對(duì)從0. 01至10mm2、優(yōu)選地從0. 1至1mm2的表面的從1至l〇Mm的厚度。
[0089] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備使得能夠在沒(méi)有再充電的情況 下、在20°C的溫度下、在大于1秒、優(yōu)選地大于1小時(shí)且更特別地大于1天、且尤其大于1年 的持續(xù)時(shí)間期間存儲(chǔ)信息。
[0090] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,在沒(méi)有再充電的情況下存儲(chǔ)信息的這些最小持續(xù)時(shí)間還在至少 30°C的溫度下、優(yōu)選地在至少40°C的溫度下、以及更特別地在至少50°C甚至至少60°C的溫 度下獲得。
[0091] 根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備一般地包括:包含以上描述的聚合物之一的一層, 以及被布置在所述層兩側(cè)并且用于在聚合物層上施加電場(chǎng)的兩個(gè)電極。可以將電極/鐵電 聚合物/電極的整體沉積在基底上。包含聚合物的層可以包括所討論的聚合物;又或可替 換地包括多個(gè)上述聚合物的混合物;又或可替換地包括上述聚合物(優(yōu)選單個(gè))與一個(gè)或多 個(gè)附加材料(例如半導(dǎo)體聚合物)的混合物。
[0092] 鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備因此使得能夠存儲(chǔ)至少1位信息。
[0093] 術(shù)語(yǔ)同時(shí)涵蓋:?jiǎn)为?dú)的鐵電存儲(chǔ)器單元,其包括兩個(gè)不同的極化狀態(tài)并且因此能 夠存儲(chǔ)一位信息;以及集成鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備,其包括多個(gè)單元并且因此能夠存儲(chǔ)多位信息。 [0094] 根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備優(yōu)選地呈現(xiàn)寫(xiě)入裝置和讀取裝置。寫(xiě)入裝置使得能 夠向聚合物層施加電場(chǎng),所述電場(chǎng)適于修改所述聚合物層的極化。讀取裝置使得能夠測(cè)量 聚合物層的極化狀態(tài)。
[0095] 在鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備中的聚合物層呈現(xiàn)優(yōu)選小于lMffl的厚度。例如,厚度可以是從 10nm至 900nm或從lOOnm至 800nm。
[0096] 以上描述的聚合物的使用使得能夠使用不同的厚度,并且尤其是與具有在現(xiàn)有技 術(shù)中描述的P(VDF-TrFE)層相比的更大的厚度,這是由于所述更低的矯頑場(chǎng)值。這在低厚 度的層可能呈現(xiàn)與材料粗糙度相關(guān)的異質(zhì)性問(wèn)題的范圍內(nèi)是有利的。
[0097] 存在于鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備中的電極可以是金屬的,例如鋁、鉑、鈦、銅、銀或金。
[0098] 其還可以由導(dǎo)體聚合物構(gòu)成,例如摻雜的聚吡咯、聚吡咯的摻雜衍生物、摻雜的聚 苯胺、聚苯胺的摻雜衍生物、摻雜的聚噻吩、以及聚噻吩的摻雜衍生物??赡芘c聚磺苯乙烯 組合的聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)是優(yōu)選的導(dǎo)體聚合物。
[0099] 電極還可以包括導(dǎo)體聚合物層(其與鐵電聚合物的中央層相接觸),以及金屬層。 在這方面,明確地求教于文獻(xiàn)W0 02/43071的圖l、2a、2b、2c、2d和2e的示意圖。
[0100] 根據(jù)另一實(shí)施例,鐵電聚合物層與半導(dǎo)體材料層相關(guān)聯(lián)。半導(dǎo)體材料可以例如是 聚[2-甲氧基,5- (2' -乙基-己氧基)-對(duì)苯撐乙稀]。
[0101] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備尤其可以是鐵電電容器。在這樣的設(shè)備中,通過(guò)根據(jù)所施加的 外部場(chǎng)來(lái)對(duì)準(zhǔn)內(nèi)部極化的方向來(lái)存儲(chǔ)信息。為了讀取信息,施加換向電壓并且根據(jù)內(nèi)部極 化是否與所施加的場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)而測(cè)量較高或不太高的電荷位移的電流響應(yīng)。讀取因此可能對(duì)于 所存儲(chǔ)的信息是破壞性的,在所述情況下,在讀取操作之后必須施加重寫(xiě)電壓。
[0102] 可替換地,根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以是具有鐵電場(chǎng)效應(yīng)的晶體管。在這樣的設(shè)備中, 鐵電聚合物層與半導(dǎo)體材料(例如半導(dǎo)體聚合物)層相關(guān)聯(lián)。鐵電聚合物層起到柵極絕緣體 的作用。設(shè)備的功能性來(lái)自由于柵極絕緣體的鐵電極化而在半導(dǎo)體材料中的電荷載流子的 濃度衰減。在具有鐵電場(chǎng)效應(yīng)的晶體管中,信息的讀取是非破壞性的。
[0103] 可替換地,根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以是鐵電二極管。在這樣的設(shè)備中,將鐵電聚合物 與半導(dǎo)體聚合物混合以用于提供包括鐵電域和半導(dǎo)體域的復(fù)合層。半導(dǎo)體聚合物可以例如 是具有不規(guī)則區(qū)域的聚(3-己基噻吩)。該設(shè)備組合了鐵電電容器的某些優(yōu)點(diǎn)(尤其是其構(gòu) 造的簡(jiǎn)單)和具有鐵電場(chǎng)效應(yīng)的晶體管的某些優(yōu)點(diǎn)(即,提供電阻類型的換向)。
[0104] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還可以是集成存儲(chǔ)器,其包括以矩陣方式連接的多個(gè)鐵電單元 (每個(gè)單元存儲(chǔ)1位信息)。鐵電單元尤其可以是鐵電電容器、具有鐵電場(chǎng)效應(yīng)的晶體管或 鐵電二極管。
[0105] 這樣的集成存儲(chǔ)器包括在鐵電聚合物層一側(cè)的第一電極網(wǎng)以及在鐵電聚合物層 另一側(cè)的第二電極網(wǎng)。
[0106] 作為示例,并且通過(guò)參照?qǐng)D1和2,集成存儲(chǔ)器可以包括鐵電聚合物的唯一一 層3,其夾在第一電極網(wǎng)la,lb,lc,ld,le和第二電極網(wǎng)2a,2b,2c,2d之間。每個(gè)電極網(wǎng) 例如是一系列平行的帶,所述兩個(gè)網(wǎng)具有交叉、優(yōu)選正交的方向。單獨(dú)的鐵電存儲(chǔ)器單元 5a,5b,5c,5d,5e被相對(duì)的電極網(wǎng)的相交所定界;每一個(gè)都包括鐵電聚合物容積以及位于 該容積兩側(cè)的電極部分。設(shè)備的整體被布置在基底4上,所述基底例如是金屬化的硅板(特 別地具有鋁或鉑)。
[0107] 優(yōu)選地通過(guò)在基底上沉積(鐵電聚合物的、形成電極的材料的、可能地半導(dǎo)體材 料的)接連的層或膜來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備的制造。尤其可以通過(guò)涂覆、通 過(guò)離心的涂層("spin-coating(旋轉(zhuǎn)涂覆)")、通過(guò)派射、通過(guò)以輯印刷("roll-to-roll printing(輯對(duì)輯印刷)")、通過(guò)絲網(wǎng)印刷或通過(guò)噴墨印刷來(lái)實(shí)現(xiàn)沉積。
[0108] 本發(fā)明的目的因而還在于以上描述的聚合物的全部。
[0109] 本發(fā)明的目的因而還在于一種膜,所述膜由上述聚合物中的任一種構(gòu)成并且呈現(xiàn) 小于lMm的厚度;或從10nm至100nm的厚度;或從100nm至200nm的厚度;或從200nm至 300nm的厚度;或從200nm至300nm的厚度;或從300nm至400nm的厚度;或從400nm至 500nm的厚度;或從500nm至600nm的厚度;或從600nm至700nm的厚度;或從700nm至 800nm的厚度;或從800nm至900nm的厚度;或從900nm至lMm的厚度。
[0110] 所述膜有利地經(jīng)受熱處理(也就是說(shuō)在爐中的加熱步驟)以用于增加其結(jié)晶度。加 熱的持續(xù)時(shí)間可以例如從10分鐘至5小時(shí)、尤其是從30分鐘至2小時(shí)。加熱溫度可以是 從40°C至5°C,優(yōu)選地從25至10°C,例如大約是比聚合物熔化溫度(通過(guò)差示掃描量熱法來(lái) 測(cè)量)小15 °C。
[0111] 本發(fā)明的目的還在于一種鐵電存儲(chǔ)器設(shè)備,其包括:包含鐵電聚合物的至少一層 以及在所述層兩側(cè)的至少兩個(gè)電極,所述鐵電聚合物具有通式P(VDF-X-Y),其中VDF表示