Ηλεκτρονικές διατάξεις μνήμης βασισμένες σε σύνθετα υλικά πολυμερών και φορέων πρωτονίων

Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται τη μελέτη ηλεκτροχημικών διαδικασιών, κατάλληλων σύνθετων πολυμερικών υλικών. Σκοπός της διατριβής αυτής είναι η αξιολόγηση της καταλληλότητας των φαινομένων αυτών, για τη δημιουργία μιας οργανικής μνήμης μόνιμης αποθήκευσης δεδομένων. Η αρχή λειτουργίας αυτής της οργανικής μνήμης στηρίζεται σε φαινόμενα ιοντικής μεταφοράς και παγίδευσης κατάλληλων σύνθετων πολυμερικών στρωμάτων. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η διατριβή αυτή δεν αποσκοπεί αποκλειστικά στην δημιουργία μιας οργανικής μνήμης, αλλά περισσότερο στην εκτενή μελέτη των διεπιφανειακών φαινομένων και φαινομένων ιοντικής μεταφοράς που παρουσιάζουν οι τα στρώματα αυτά. Τα σύνθετα αυτά στρώματα δημιουργούνται με τον εμπλουτισμό πολυμερικής μήτρας πολύ-μεθακρυλικού μεθυλεστέρα (PMMA) με μόρια 12-φώσφο-βολφαμικού οξέος (POM). Οι φορείς αγωγιμότητας των σύνθετων αυτών στρωμάτων είναι τα πρωτόνια. Κατά τη διάρκεια της διατριβής κατασκευάστηκαν ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές, οι οποίοι μελετήθηκαν με διάφορες μεθόδους ηλεκτρικού χαρακτηρισμού, όπως για παράδειγμα μέσω μετρήσεων διηλεκτρικής φασματοσκοπίας στο χώρο των χρόνων και σε αυτό των συχνοτήτων. Από τις μετρήσεις διηλεκτρικής φασματοσκοπίας μελετήθηκαν σε βάθος τόσο τα φαινόμενα ιοντικής μεταφοράς του ηλεκτρολύτη, όσο και τα φαινόμενα της διεπιφάνειας μετάλλου/ηλεκτρολύτη. Επιπλέον, μελετήθηκαν τα φαινόμενα υστέρησης που παρουσιάζουν οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές, λόγω της μακροσκοπικής κίνησης των ιόντων μέσα στον ηλεκτρολύτη. Τα φαινόμενα αυτά αποτελούν μια ένδειξη των φαινομένων μνήμης που παρουσιάζουν οι εν λόγο διατάξεις πυκνωτών. Χρησιμοποιώντας τις μεθόδους ηλεκτρικού χαρακτηρισμού, μελετήθηκε εκτενώς η επίδραση της μεταβολής των φυσικοχημικών παραμέτρων του ηλεκτρολύτη POM/PMMA (πάχος του ηλεκτρολύτη στην μίκρο και νανοκλίμακα, συγκέντρωση των μορίων POM μέσα στην μήτρα του PMMA, επίδραση της υγρασίας του περιβάλλοντος), στα διεπιφανειακά φαινόμενα και φαινόμενα μεταφοράς αυτού. Τέλος οι φυσικοχημικές ιδιότητες των ηλεκτρολυτικών υμενίων μελετήθηκαν μέσω συμπληρωματικών μετρήσεων φασματοσκοπίας υπεριώδους και ορατού-υπερύθρου. Τα αποτελέσματα της διατριβής ερμηνεύουν φαινόμενα ιοντικής μεταφοράς και διεπιφανειακά φαινόμενα, μιας πληθώρας άμορφων ηλεκτρολυτών, όπως άλλωστε είναι και ο ηλεκτρολύτης που μελετάται στην παρούσα διατριβή.