金属卟啉封端超支化聚酰亚胺：实现低电压高开关比柔性阻变存储器的双模式性能调控

聚合物阻变存储器(RRAM)在柔性电子和人工智能领域潜力巨大，但传统材料存在链缠结和分子间相互作用等问题。研究人员通过合成金属卟啉封端超支化聚酰亚胺(ATPP@HBPI系列)，利用超支化结构抑制分子相互作用，离子掺杂调控导电性，实现了兼具WORM和SRAM特性的存储器件。该器件阈值电压低至-1.88~-2.60 V，开关比达104-105，为高密度柔性有机存储器提供了新材料平台和机制见解。

　　

这项突破性研究展示了金属卟啉修饰的超支化聚酰亚胺材料在阻变存储器领域的创新应用。科研团队巧妙设计了三类终端修饰材料：未金属化的ATPP@HBPI、锌配位的(Zn)ATPP@HBPI和铜配位的(Cu)ATPP@HBPI。超支化结构如同分子级"防缠绕网"，有效抑制了聚合物链的相互纠缠；而金属离子的引入则像"分子开关"，通过离子-电子协同效应精准调控电阻切换行为。

有趣的是，不同金属配位产生了截然不同的存储特性：ATPP@HBPI和铜修饰版本展现出"写入锁定"的WORM特性，数据写入后能永久保存；而锌修饰材料则表现出"瞬时记忆"的SRAM特性，断电后信息自动消失。这种"双模式"存储器件的操作电压最低仅需-1.88 V，电流开关比高达10⁵倍，性能指标在有机存储器中堪称优异。

机制研究发现，WORM特性源于金属卟啉的电荷捕获效应，好比在分子中设置了电子"陷阱"；而锌离子的"桥梁效应"则通过动态电荷平衡实现挥发性存储，犹如分子尺度的平衡木表演。这项研究不仅为柔性可穿戴设备提供了新材料选择，更揭示了有机存储器性能调控的新机制，推动人工智能硬件向更轻薄、更节能的方向发展。