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High‐Performance Memristors Based on Imine‐Linked Covalent Organic Frameworks Obtained by Using a Protonation Modification Strategy

质子化 亚胺 共价键 记忆电阻器 化学 组合化学 纳米技术 材料科学 有机化学 工程类 电子工程 离子 催化作用
作者
Qian Che,Chenyu Li,Zhihui Chen,Shuai Yang,Weifeng Zhang,Gui Yu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202409926
摘要

Imine-linked covalent organic frameworks (COFs) are garnering substantial interest in resistive random-access memory, attributed to their superior crystallinity, excellent chemical and thermal stability, and modifiable molecular structures. However, the development of high-performance COF-based memristors impeded by challenges such as low conjugation degree of imine bonds and poor electron delocalization ability. Herein, we report a protonation strategy to modify the imine bonds of donor-acceptor (D-A) type COFs. This modification significantly enhances the electron delocalization capability of imine bonds, lowers the energy barriers for electron injection from electrodes, and stabilizes the conductive charge transfer state, thus markedly improving device performance. The protonated COF-BTT-BPy and COF-BTT-TAPT thin films-based memristors show remarkable device performance with a high ON/OFF current ratio of 105, a low driving voltage, and outstanding endurance exceeding 600 and 1300 cycles, respectively, which is nearly twice the durability of analogous non-protonated COFs-based memristors. Notably, the protonated COF-BTT-TAPT-based memristor exhibit the highest number of cycles reported at present. This work not only unprecedentedly enhances the performance of COF-based memristors, but also provides a universal and promising approach for the molecular design and potential application of D-A type imine-linked COFs.
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