一种基于杂化材料进行信息存储的方法技术

本发明专利技术属于信息存储技术领域，具体涉及一种基于杂化材料进行信息存储的方法。本发明专利技术所述基于杂化材料进行信息存储的方法，包括对杂化材料施加外力进行驱动以使所述杂化材料呈现荧光态或无荧光态的步骤，从而实现双态或三态信息存储，仅通过向选定杂化材料进行外力驱动的方式，即可以利用杂化材料中不同组分之间的能级差，实现在外力驱动下的能带匹配方式的转换，使得所述杂化材料表现出组分荧光态或无荧光态，一个存储单元内具有两种或三种状态，可用于存储双态或三态数据。可用于存储双态或三态数据。可用于存储双态或三态数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于杂化材料进行信息存储的方法


[0001]本专利技术属于信息存储
，具体涉及一种基于杂化材料进行信息存储的方法。

技术介绍

[0002]随着人工智能、云计算、光芯片等信息技术的发展，对于海量数据的存储和处理能力要求不断增长，且由于电子器件的微型化和信息技术的爆炸式发展，对大容量信息存储器件的研究成为科学家们亟需解决的难题。非易失性存储器件拥有存储量大、读写速度快、寿命长等特点，有望代替动态随机存储器和闪存打破现有的计算机冯诺依曼体系，实现低能耗、高速的存算一体和神经网络计算存储架构。
[0003]然而，现有的信息存储方式在实际使用中存在一些难以克服的问题和缺点，例如，传统的光存储依靠激光烧蚀方式，会引起存储介质的机械损伤，信息可擦写次数有限，尤其是读取信息时对设备精密程度要求较高；其次，传统的相变存储器件依赖特定的相变存储材料，诸如GeSbTe和GeTe等，此类材料需要使用物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积和脉冲激光沉积等复杂的材料制备方法，导致材料的成本高昂；另外，现在常用的电子存储芯片需要进行复杂的光刻工艺，且信息易流失，影响器件的寿命；再者，传统的信息存储方式，在一个存储单元中都只能存储两个状态，导致存储密度有限。
[0004]目前，为了实现超高密度数据存储，通常有两个可行性策略。其一，从器件制备的角度来看，尽管在纳米尺度下，制作工艺的局限限制了存储单元尺寸的进一步缩小，但是制备出三维(3D)堆叠的存储器件却为实现高密度数据存储提供了一条行之有效的途径，然而，此类3D器件的制备工艺复杂、耗时费力且技术要求高。另外一种能高效提升数据存储密度的方法便是增加每个存储单元中的存储态的数值，即提高存储态由“0和1”转变为“0、1、2、
…”
。2008年，美国科学家阿加沃首次报道了基于核
‑
壳结构的Ge2Sb2Te5/GeTe纳米线的三进制存储行为，在向纳米线施加脉冲电场时产生了从晶态到中间态再到非晶态的两个相变过程，从而对应了“0”、“1”、“2”三个不同的导电态，成功突破了传统的二进制存储限制。但是，现有技术中仅有极少数的例子报道了这种三进制的存储方式，究其原因则是因为缺乏合适的功能材料，这也是到目前为止，在半导体、光和磁性材料方面的数据存储的成功先例几乎都是二进制的原因所在。因此，寻找新的可实现二进制或三进制存储的信息存储方法，对于信息技术的发展具有积极的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于杂化材料进行信息存储的方法，所述存储方法通过外力驱动实现信息存储，有效解决了传统存储方法所具有的信息易流失、工艺复杂、存储密度低和材料制备方法复杂等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种基于杂化材料进行信息存储的方法，包括对杂化材料施加外力进行驱动以使所述杂化材料呈现荧光态或无荧光态的步骤，从而实
现信息存储；
[0007]所述杂化材料为具有A
‑
B型组成的杂化材料，其中，A组分与B组分之间存在能级差。
[0008]具体的，所述杂化材料中，A组分与B组分的导带与价带对应的能级差(ΔE)至少一个小于200meV，更优选为小于100meV。
[0009]具体的，B组分的导带和价带移动速度均快于A组分。
[0010]具体的，所述杂化材料中，A组分的导带能量低于B组分的导带能量，且A组分的价带能量高于B组分的价带能量，此时A组分与B组分的导带与价带对应的能级差均小于200meV；或者，
[0011]所述杂化材料中，A组分的导带和价带能量均低于B组分的导带和价带能量，此时A组分与B组分的导带对应的能级差小于200meV；或A组分的导带和价带能量均高于B组分的导带和价带能量，此时A组分与B组分的价带对应的能级差小于200meV。
[0012]具体的，所述杂化材料中，B组分的晶格软于A组分。
[0013]具体的，所述杂化材料包括有机
‑
无机杂化材料。
[0014]优选的，所述有机
‑
无机杂化材料包括(BTm)2PbI4、(4Tm)2PbI4、(2T)2PbBr4、(4TCNm)2PbI4等。
[0015]具体的，所述外力包括压力和/或拉力。
[0016]具体的，所述施加外力进行驱动的步骤中，控制所述外力强度为0
‑
6GPa。
[0017]具体的，若杂化材料中A组分的导带能量低于B组分的导带能量，且A组分的价带能量高于B组分的价带能量，例如(BTm)2PbI4；此时，
[0018]当不施加外力或向所述杂化材料施加第一外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为I型；和/或，
[0019]当向所述杂化材料施加第二外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为II型；和/或，
[0020]当向所述杂化材料施加第三外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为I型。
[0021]具体的，当不施加外力或向所述杂化材料施加第一外力值的外力时，所述杂化材料呈现A组分荧光态；和/或，
[0022]当向所述杂化材料施加第二外力值的外力时，所述杂化材料呈现无荧光态；和/或，
[0023]当向所述杂化材料施加第三外力值的外力时，所述杂化材料呈现B组分荧光态。
[0024]具体的，若A组分的导带和价带能量均低于B组分的导带和价带能量，例如(4TCNm)2PbI4等，或A组分的导带和价带能量均高于B组分的导带和价带能量，例如(4Tm)2PbI4、(2T)2PbBr4等；此时，
[0025]当不施加外力或向所述杂化材料施加第一外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为II型；和/或，
[0026]当向所述杂化材料施加第三外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为I型。
[0027]具体的，当不施加外力或向所述杂化材料施加第一外力值的外力时，所述杂化材料呈现无荧光态；和/或，
[0028]当向所述杂化材料施加第三外力值的外力时，所述杂化材料呈现B组分荧光态。
[0029]具体的，所述第一外力值小于第二外力值，第二外力值小于第三外力值；优选的，所述第一外力值不大于1GPa，所述第二外力值为2
‑
3GPa，所述第三外力值为4
‑
5GPa。
[0030]具体的，将所述A组分荧光态定义为0，将无荧光态定义为1，将B组分荧光态定义为2，进而在一个存储单元中实现两种或三种存储状态。
[0031]具体的，所述方法还包括合成所述杂化材料的步骤。
[0032]本专利技术所述基于杂化材料进行信息存储的方法中，对于可实现三态存储的杂化材料，由于形成所选杂化材料的A组分和B组分之间具有能级差，因此，所述杂化材料在没有外力(压力或拉力)施加的情况下，导带能量低且价带能量高的A组分呈现出荧光性状，此时材料呈现A组分荧光态。而当通过外力向所述杂化材料施加驱动时，此时A组分和B组分的导带都会下降而价带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，包括对杂化材料施加外力进行驱动以使所述杂化材料呈现荧光态或无荧光态的步骤，从而实现信息存储；所述杂化材料为具有A
‑
B型组成的杂化材料，其中，A组分与B组分之间存在能级差。2.根据权利要求1所述基于杂化材料进行信息存储的方法，所述杂化材料中，A组分与B组分的导带与价带对应的能级差(ΔE)至少一个小于200meV。3.根据权利要求1或2所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，B组分的导带和价带在外力驱动下的移动速度均快于A组分。4.根据权利要求3所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，所述杂化材料中，A组分的导带能量低于B组分的导带能量，且A组分的价带能量高于B组分的价带能量。5.根据权利要求3所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，所述杂化材料中，A组分的导带和价带能量均低于B组分的导带和价带能量，或A组分的导带和价带能量均高于B组分的导带和价带能量。6.根据权利要求3所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，B组分的晶格软于A组分。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，所述外力包括压力和/或拉力。8.根据权利要求4所述基于杂化材料进行信息存储的方法，其特征在于，当不施加外力或向所述杂化材料施加第一外力值的外力时，杂化材料的能带匹配方式为I型；和/或，当向所述杂化材料施加第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭嵩蒿，吕旭杰，
申请(专利权)人：北京高压科学研究中心，
类型：发明
国别省市：