近日，我院先进高分子材料研究所高分子智能材料团队在高性能柔性阻变存储器领域取得新进展，相关成果以“Resistance-switchable conjugated polyrotaxane for flexible high-performance RRAMs”为题发表在材料领域高水平期刊Materials Horizons（IF: 14.4）上。郑州大学材料科学与工程学院博士毕业生周建魁为第一作者，孙晴晴博士、刘旭影教授和张丽教授为共同通讯作者。我院为唯一通讯单位。
电阻式随机存取存储器（RRAM）是一种在外加电场下能够实现电阻开关效应的非易失性信息存储技术。目前，RRAM所采用的存储介质主要有金属氧化物、有机分子、二维材料、钙钛矿和碳纳米材料等，其中，共轭聚合物（CPs）可以通过掺杂实现导电性从绝缘体到金属导体的变化，且电子结构可设计、柔韧性较好、可溶液加工以及可大规模生产而最适宜做柔性可穿戴RRAM。但已有的共轭聚合物阻变存储器响应速度慢、驱动电压高、保留时间和续航时间短、机械性能差以及开关原理不明确限制了其发展。所以，设计和制备新型导电高分子材料，提升其阻变性能，是目前该领域的研究焦点。
这项研究报道了一种基于超分子相互作用的共轭聚轮烷——β-环糊精包含聚苯胺分子（CPR1）的合成及其在高性能柔性非易失性RRAM器件中的应用。本文在前人研究的基础上，制备的CPR1具有较高的包含比，在水及大多数溶剂中都表现出良好的溶解性，且在大气环境下具有较好的稳定性。基于CPR1的RRAM器件具有简单的“三明治结构”，且非易失性存储性能优异：具有极高的开关比 （108），29 ns的超快响应，良好的可靠性和重现性，以及长期稳定性。首次提出了聚苯胺与环糊精之间电场诱导的可逆质子掺杂/去掺杂的阻变机理，并进行了实验验证。最后，采用全印刷技术制备的柔性RRAM器件阵列，具有较高的RRAM性能和鲁棒性。因此，CPR 系列材料在下一代低成本、高集成、性能稳定的柔性和可穿戴存储设备中具有很大的应用潜力。
该课题受到国家自然科学基金、高等学校学科创新引智计划（111计划）项目的支持。（供稿：周建魁；审核：孙晴晴）
论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/mh/d1mh01929e/unauth
