Fabricación de Memorias Resistivas Orgánicas basadas en Nanocompositos Polímeros-CNT

Abstract

"En este trabajo de tesis doctoral se estudió el efecto de la interacción entre nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados (f-CNTs, por sus siglas en inglés) y una matriz polimérica en su comportamiento eléctrico como memorias resistivas. Los f-CNT se sintetizaron por el método de spray pirólisis utilizando una mezcla de xileno-etanol (1:0.8 v/v), como solución precursora, lo que permitió una funcionalización (anclamiento de grupos -OH, -COOH, C–H, C–OH) in situ en sus superficies y, con esto mejorar su solubilidad en solventes polares, así como su dispersión en una matriz polimérica. Para la fabricación de las memorias resistivas orgánicas se empleó como matriz polimérica al alcohol polivinílico (PVA) con dos diferentes grados de hidrólisis; PVA con alto grado de hidrólisis (HD) (Mw 89.000-98.000, 99 + % hidrolizado) y PVA con bajo grado de hidrólisis (LD) grado (Mw 9000-10,000, 80% hidrolizado). Los compositos PVA+f-CNT presentaron diferencias significativas en morfología, espesor y comportamiento eléctrico en función del grado de hidrólisis de la matriz de PVA. Los resultados mostraron que las mediciones de Corriente-Voltaje (I-V), fueron marcadamente diferentes a los reportados en la literatura. Los compuestos de PVA-LD+f-CNT al 1, 3 y 5% en peso de f-CNT presentaron un comportamiento de memoria regrabable; mientras que los compuestos PVA-HD+f-CNT se observó el tipo de comportamiento, memoria regrabable, solo con el 5% en peso de f-CNT. De esto, concluimos que la matriz polimérica puede jugar un papel esencial en el comportamiento de la memoria resistiva."

"This doctoral thesis studied the effect of the interaction between functionalized multi- walled carbon nanotubes (f-CNTs) and a polymer matrix on their electrical behavior as resistive memories. The f-CNTs were synthesized by the spray pyrolysis method using a xylene-ethanol mixture (1:0.8 v/v) as a precursor solution, which allowed functionalization (anchoring of -OH, -COOH, C–H, and C–OH groups) in situ on their surfaces and, with this, improve their solubility in polar solvents and their dispersion in a polymeric matrix. For the manufacture of organic resistive memories, polyvinyl alcohol (PVA) is used as a polymeric matrix with two different degrees of hydrolysis; PVA with a high degree of hydrolysis (HD) (Mw 89,000-98,000, 99 + % hydrolyzate) and PVA with low degree of hydrolysis (LD) grade (Mw 9000-10,000, 80% hydrolyzate). The PVA+f-CNT compounds showed significant differences in morphology, thickness, and electrical behavior depending on the degree of hydrolysis of the PVA matrix. The results showed that the Current-Voltage (I-V) measurements were markedly different from those reported in the literature. Compounds of PVA-LD+f-CNT at 1, 3, and 5% by weight of f-CNT exhibited rewritable memory behavior, while the PVA-HD+f-CNT compounds demonstrated the type of behavior, rewritable memory, only with 5% by weight of f-CNT. From this, we conclude that the polymeric matrix may play an essential role in resistive memory behavior."