固体多态分子随机访问存储器（RAM）制造技术

一种固态、多值分子随机访问存储器(RAM)装置，其包括电、光学和/或磁可寻址单元、存储器读取器和存储器写入器。所述可寻址单元包括导电基片；沉积在所述导电基片上的一个或多个电致变色、磁、氧化还原活性和/或光致变色材料层；和沉积在所述一个或多个层的顶部上的导电顶层。所述存储器写入器将电位偏压或光信号或磁场的多个预定值应用到所述单元，其中所应用的各个预定值导致所述单元的唯一可区分光、磁和/或电状态，从而对应一个唯一逻辑值。所述存储器读取器读取所述单元的所述光、磁和/或电状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】固体多态分子随机访问存储器（RAM) 本申请是申请日为2011年5月11日的名称为"固体多态分子随机访问存储器 (RAM) "的申请号为201180029190. 4的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大致涉及分子信息处理，且尤其涉及固体、多态、分子随机访问存储器 (RAM)装置和方法。 专利技术背景 信息技术是当今许多工业的核心。每日越来越多的信息被存储和加工用于个人或 专业目的。由半导体材料制成的装置是现代电子设备的根基，包括计算机、电话、电视、收音 机和许多其它装置。许多机器和工具，从车辆到飞机到清洗机，都含有控制装置或机器运作 的半导体零件。半导体装置包括各类晶体管、太阳能电池、多种二极管（包括发光二级管）、 硅控整流器以及数字和模拟集成电路。信息工业不断挑战以开发更小且更快的信息储存装 置和处理器。 分子信息处理变得越来越流行，因为分子是用于信息传递和储存的自上而下方法 的通用合成构成块。特定来说，分子逻辑领域已吸引了巨大关注。分子基于指定输入的逻 辑行为已经在传感器、医学诊断、分子存储器装置和分子计算识别（MCID)标签中发现了潜 在的应用。迄今为止，如GeorgeBoole所介绍，所应用的逻辑绝大部分是基于在系统上执 行的数学运算的基本原理，所述系统可完全以两种稳定状态存在。其制作轻便性及其各种 不同的应用造就了二进制系统对于（分子）信息处理技术的现状。 专利技术概要 本专利技术的一个目的是提供多值随机访问存储器装置。 本专利技术的另一个目的是提供能够储存3、4或5种状态的随机访问存储器装置。 本专利技术的又一个目的是提供固态、多值随机访问存储器装置。 本专利技术的再一个目的是提供电可寻址的固态、多值随机访问存储器装置。 本专利技术的再一个目的是提供光、电子或电化学可读的固态、多值随机访问存储器 装置。 本专利技术关于一种固态、多值分子随机访问存储器（RAM)装置，其包括： (i)电、光和/或磁可寻址单元，其包括：(a)导电基片；(b)沉积在所述导电基片 上的一个或多个电致变色、磁性、氧化还原活性和/或光致变色材料层；(c)沉积在（b)的 所述一个或多个层顶部上的导电顶层； (ii)存储器写入器，其将电位偏压或光信号或磁场的多个预定值应用至所述单 元，其中所应用的各个预定值导致所述单元的唯一可区分光学、磁和/或电状态，和从而对 应一个唯一逻辑值；和 (iii)用于读取所述单元的光学、磁和/或电状态的存储器读取器。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片是亲水的、疏水的或其组合。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片是透明的。 在本专利技术的某些实施方案中，分子RAM装置可被重构以用作二进制、三进制、四 进制或任何其它多态存储器装置。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片包含选自以下的材料：玻璃、掺杂玻璃、氧 化铟锡（ΙΤ0)-涂覆玻璃、硅、掺杂硅、Si(100)、Si(111)、Si02、SiH、碳化硅镜、石英、金属、 金属氧化物、金属和金属氧化物的混合物、IV族元素、云母、聚合物，诸如聚丙烯酰胺和聚苯 乙烯；塑料、沸石、黏土、膜、光纤维、陶瓷、金属化陶瓷、氧化铝、导电材料、半导体、钢或不锈 钢。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片呈珠粒、微粒、纳米粒子、量子点或纳米管 的形式。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片对于紫外线（UV)、红外线（IR)、近IR(NIR) 和/或可见光谱范围透光。 在本专利技术的某些实施方案中，一个或多个电致变色、磁性、氧化还原活性或光致变 色材料层包括多个相同或不同的所述电致变色、磁性、氧化还原活性或光致变色材料层。 在本专利技术的某些实施方案中，电致变色材料包括有机、金属有机、无机或聚合材 料，或其任何组合。 在本专利技术的某些实施方案中，有机或金属有机电致变色材料选自（i)紫罗碱 (4, 4' -联吡啶盐）或其衍生物；（ii)唑化合物；（iii)芳族胺；（iv)咔唑；(v)花青；（vi) 甲氧基联苯；(vii)醌；（viii)噻嗪；（ix)R比唑啉；（X)四氰基喹诺二甲烧（TCNQ) ;(xi)四 硫富瓦烯（TTF) ;(xii)金属配位错合物，其中所述错合物是2+或 -4'-甲基-2, 2'-联 吡啶锇（II)双（六氟磷酸）、三（4--4' -甲基-2, 2' -联吡啶钴 (II)双（六氟磷酸）、三（4--4' -甲基-2, 2' -联吡啶）钌（II) 双（六氣磷酸）、双（2, 2' -联R比啶）锇（II)、双（2, 2' -联吡啶）钌（II)、双（2, 2' -联吡啶）锇（II)或双（2, 2' -联吡啶）钌（II);(xiii)呈单体、夹合或聚合形 式的金属酞青或卟啉；(xiv)金属六氰基金属化物；(xv)镍、钯或钼的二硫杂环戊二稀错合 物；(xvi)锇或钌的二氧烯错合物；或（xvii)其衍生物。 在本专利技术的某些实施方案中，紫罗碱是甲基紫罗碱（MV)。 在本专利技术的某些实施方案中，唑化合物是4, 4'-(1E，ΓΕ)-4, 4'-磺酰双双（二氮烯-2, 1-二基）双（N，N-二甲基-苯胺）。 在本专利技术的某些实施方案中，无机电致变色材料包括氧化钨、氧化铱、氧化钒、氧 化镍、氧化钼、氧化钛、氧化猛、氧化银、氧化铜、氧化钽、氧化铼、氧化铭、氧化I了、氧化铁、氧 化络、氧化钴、氧化铺、氧化祕、氧化锡、镨、氢化镧（LaH2/LaH3)、镍掺杂SrTi03、氮化铟、二硫 杂环戊二烯钌、磷钨酸、二茂铁-萘二甲酰亚胺二合物、有机钌错合物或其任何混合物。 在本专利技术的某些实施方案中，聚合电致变色材料包括导电聚合物，如聚吡咯、聚二 氧吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚（乙炔）、聚（对亚苯硫）、聚（对亚苯基亚乙烯）（PPV)、聚吲哚、 聚芘、聚咔唑、聚甘菊环烃、聚氮杂卓、聚芴、聚萘、聚呋喃、基于聚吡啶错合物的金属聚合薄 膜或聚合紫罗碱系统，包含吡咯取代紫罗碱、吡咯二取代紫罗碱、Ν，Ν' -双（3-吡咯-1-基 丙基）_4, 4' -联吡啶或所述导电聚合物的衍生物。 在本专利技术的某些实施方案中，光致变色材料包括三芳基甲烷、芪、氮杂芪、硝酮、俘 精酸酐、螺吡喃、萘并吡喃、螺恶嗪或醌。 在本专利技术的某些实施方案中，导电顶层包含金属薄膜或导电聚合物，如全氟磺酸 树脂（Nafion)。 在本专利技术的某些实施方案中，存储器读取器以光学、电化学、磁、电子方式读取所 述单元的光学状态，读取电导率、折射率读出、IR读出或NIR读出的变化。 在本专利技术的某些实施方案中，存储器读取器是光学装置。 在本专利技术的某些实施方案中，分子RAM装置在不施加电压时维持其当前状态。 在本专利技术的某些实施方案中，多个单元被耦接在一起且所述存储器读取器可以同 时读取所述耦接单元的光学、磁和/或电子状态。 在本专利技术的某些实施方案中，分子RAM装置包括双稳态触发（flip-flop)、三稳态 触发（flip-flap-flop)或逻辑电路的任何组合。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片是金属氧化物或导电聚合物，所述材料包 含聚吡啶基错合物，且所述导电顶层是金属氧化物或导电聚合物，使得所述分子RAM装置 是双稳态触发逻辑电路，其通过施加电压以氧化所述材料而被设置为状态1且通过施加电 压以还原所述材料而被重置为状态0。 在本专利技术的某些实施方案中，导电基片是金属氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态、多值分子随机访问存储器(RAM)装置，其包括：(i)电、光和/或磁可寻址单元，其包括：a.选自以下组中的导电基片：玻璃、掺杂玻璃、氧化铟锡(ITO)涂覆玻璃、硅、掺杂硅、Si(100)、Si(111)、SiO2、SiH、碳化硅镜、石英、金属、金属氧化物、金属和金属氧化物的混合物、IV族元素、云母、包含插层金属阳离子的石墨、诸如聚丙烯酰胺和聚苯乙烯的聚合物、塑料、沸石、黏土、膜、光纤维、陶瓷、金属化陶瓷、氧化铝、导电材料、半导体、钢和不锈钢；b.沉积在所述导电基片上的一个或多个电致变色、磁、氧化还原活性和/或光致变色材料层；c.沉积在(b)的所述一个或多个层的顶部上的导电顶层；(ii)存储器写入器，其将(1)电位偏压的多个预定值应用到所述一个或多个电致变色或氧化还原活性材料层；将(2)光信号的多个预定值应用到所述一个或多个光致变色材料层；或将(3)磁场的多个预定值应用到所述一个或多个磁材料层；到所述单元，其中所应用的所述各个预定值导致所述单元的唯一可区分的(1)所述一个或多个电致变色、氧化还原活性或光致变色材料层的光学状态；(2)所述一个或多个磁材料层的磁状态；或(3)所述一个或多个电致变色或氧化还原活性材料层的电状态，且因此对应唯一逻辑值；和(iii)存储器读取器，其用于读取所述单元的所述光学、磁和/或电状态，其中所述分子RAM装置可被重构以用作三进制、四进制或任何其它多态存储器的超三进制存储器的装置。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米高·E·V·D·布姆，格雷汉姆·D·鲁伊特，
申请(专利权)人：耶达研究及发展有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL