5G网络、物联网、智能家电和自动驾驶等高科技智能化电子设备的到来给我们的日常生活带来了很多便利,但同时也伴随着大量数据的产生和这些数据的存储问题。我们日常用的这些硅存储材料已经达到了它们自身的物理极限,若继续提高存储密度将会造成存储信息失真率提高、制造工艺复杂化以及更高的制作成本。为了寻求新的信息存储媒介来保存生活中日益增长的信息,很多研究者开始将目光转向有机和高分子材料的电存储器件。我们课题组一直在设计合成很多含电子给受体单元的优良电存储性质的聚合物和有机分子材料,也在多进制存储领域做出了很多喜人的成果。然而,现有的电存储器件大部分是基于纳米薄膜作为存储介质的“电极/纳米薄膜/电极”的三明治结构器件,纳米薄膜的均一性直接影响到器件存储单元电学性能的重现性和时间稳定性,本论文通过烯烃复分解聚合(ROMP)的高活性聚合方式设计合成包含电子给体和受体功能团的窄分散嵌段聚合物,通过自组装形成大小统一的纳米胶束作为存储单元,解决三明治结构中不同存储单元内因薄膜厚度、分子堆积不同而造成电学性能不稳定的难题,具体为如下三个部分:(1)聚合物侧链咔唑给体和萘酰亚胺受体分布位置对其电存储性能影响研究:首先合成含咔唑侧基给体嵌段和萘酰亚胺受体嵌段的两嵌段聚合物CaNa和含咔唑萘酰亚胺给受体偶联侧基的SiP均聚物。考察了给、受体在聚合物主链中不同的分布方式对其在聚合物薄膜中堆积状态的影响以及对存储性能的影响。结果表明:CaNa聚合物薄膜很平整,但有微区相分离的迹象,其表现出很弱有序堆积;SiP均聚物也显示出很平整的表面形貌,但因为大的芳环侧基之间的π-π作用力,该聚合物表现出更加有序的堆积方式。之后对两种高分子的ITO/聚合物/Al构型的三明治电存储器件的存储性能测试发现,SiP聚合物表现出WORM(Write-Once Read-many times)存储性能并且拥有更低的开启电压。这是因为该高分子薄膜内部更加有序的堆积可以为载流子在聚合物中的传输提供更加畅通有序的通道,降低聚合物薄膜内部的电压降。而CaNa聚合物表现出Flash存储行为和更高的开启电压。这与该聚合物更高的光学能带隙和侧基分子链之间排列构象变化有关。(2)D-A-H三嵌段两亲性聚合物合成及其纳米胶束电存储性能研究:ROMP法成功合成含咔唑侧基链段、萘酰亚胺侧基链段以及PEG2000侧基链段的D-A-H三嵌段两亲性的聚合物。在去离子水选择性溶解作用条件下三嵌段聚合物自组装成为尺寸均一的纳米胶束,该胶束在过硫酸铵和四甲基乙二胺氧化还原催化剂引发体系存在的乳液中进行交联形成更加稳定的交联纳米颗粒。由于ROMP法所合成的三嵌段聚合物的分子量分布趋向于1,因此该三嵌段两亲性聚合物所组装成的纳米胶束的大小趋向于一致。XRD测试结果显示,自组装的胶束颗粒和交联后的纳米颗粒都表现出很明显的π-π堆积衍射峰和层层堆积衍射峰,且交联后的纳米颗粒中给体、受体基团间和高分子链段间的堆积变得更加紧密。与第一个体系中直接旋涂成膜的方式相比,该自组装形成的纳米胶束作为存储单元,因为胶束作为存储单元,其大小均一、内部分子间堆积的有序性得到增强且进一步缩小了存储单元的尺寸,其电存储稳定性得到极大地提升,显示出很高应用价值。(3)DA-H两嵌段两亲性聚合物合成及其胶束颗粒二次自组装纳米方块的电存储性能研究:在三嵌段两亲性聚合物的基础上,我们依次聚合咔唑-萘酰亚胺给受体偶联侧基冰片烯单体、PEG550亲水侧基冰片烯单体得到两嵌段两亲性的聚合物,研究了该两亲性聚合物在水中自组装形成胶束以及该胶束溶液涂布于水平基底水挥发后产生二次自组装体。结果发现,受到高分子链的亲疏水段相互作用、较大的共轭侧基之间加强的π-π作用以及烯烃复分解聚合物碳碳双键和五元环交替连接主链刚性的影响,涂布于平面基底上的两嵌段聚合物较稀胶束溶液在水分子挥发过程中可以在产生二次自组装行为,产生规则的聚合物纳米方块单元。根据AFM和TEM测试结果和已有较浓溶液中胶束融合的研究结果,我们认为该高分子纳米方块的形成是胶束颗粒之间的融合、蠕虫胶束的产生以及蠕虫胶束在最后失水阶段的有序堆积。之后我们成功用导电原子力显微镜测定了该聚合物自组装纳米方块的阻变性质,其表现出单向正电压开启的阻变存储行为。