[發明專利]基于納米尺度線的數據存儲

無效

• 申請號: 200580046292.1
• 申請日: 2005-12-06
• 公開（公告）號: CN101124638A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 查爾斯·M·利伯;吳越;閆昊
• 申請（專利權）人: 哈佛大學
• 主分類號: G11C11/22
• 分類號: G11C11/22;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;劉繼富

相關申請

本申請要求由Lieber等人于2004年12月6日提交的題為“NanoscaleWire?Based?Data?Storage”的美國臨時專利申請序列第60/633,733號的優先權，其通過引用并入本文。

聯邦贊助研究

本發明的各個方面均由DARPA資助號N-00014-01-1-0651和N00014-04-1-0591資助。美國政府對本發明享有某些權利。

技術領域

本發明一般性涉及納米技術和可以用于電路的亞微米電子器件，更具體涉及能夠編碼數據的納米尺度線和其它納米結構。

背景技術

納米尺度的化學和物理挑戰以及在電子、光學和相關器件中使用以下結構的前景已經激發了對納米技術的興趣，尤其是亞微米電子技術，例如半導體量子點和納米線。而且納米制品(nanoscopic?article)可能非常適合于載荷子和激子(例如，電子、電子空穴對、電子對等)的輸運，因此可以用作納米尺度電子學、光學和其它應用中的結構單元(buildingblocks)，許多納米技術和納米電子學并沒有得到很好的發展。因此，本領域需要涉及納米尺度器件的新型和改進的制品以及技術。

發明內容

本發明一般性涉及納米尺度線和其它納米結構，包括能夠編碼數據的那些。在某些情況下，本發明的主題涉及相關產品、具體問題的替代解決方案和/或一個或多個系統和/或制品的多種不同用途。

一方面，本發明提供一種電子數據存儲器件。根據一組實施方案，該器件包括第一電極、第二電極、限定第一電極和第二電極之間電通路的半導體材料，以及最接近該半導體材料、可在至少第一極化狀態和第二極化狀態之間轉換的材料。在一個實施方案中，半導體材料可在分別響應鐵電材料的第一或第二極化狀態的第一導電態和第二導電態之間轉換，在第一和第二電極之間分別提供第一電導率和為第一導電率至少1000倍的第二電導率的電導率。

在另一組實施方案中，該電子數據存儲器件包括第一電極、第二電極以及限定第一和第二電極之間電通路的半導體材料。在一個實施方案中，該半導體材料包括沿電通路的至少第一轉換區和第二轉換區，第一和第二轉換區中的每一個可在第一導電態和第二導電態之間單獨并且獨立轉換，所述第二態沿電通路在各區域內提供至少1000倍于各區域內第一態電導率的電導率。

在又一組實施方案中，該電子數據存儲器件包括具有關狀態和開狀態的半導體數據存儲元件，所述開狀態提供的電導率為關狀態電導率的至少1000倍。該數據存儲元件可以具有能使元件從開狀態轉換為關狀態和/或從關狀態轉換為開狀態的寫入電壓，以及通過其可以確定元件狀態的讀取電壓。在某些實施方案中，讀取電壓和寫入電壓之差不大于1或2V。

根據另一方面，本發明是一種制品。在一組實施方案中，該制品包括第一電極、第二電極、限定第一電極和第二電極之間的電通路的半導體材料，以及至少兩個控制端，每一個控制端沿第一電極和第二電極之間的電通路與半導體材料電連通。

在另一組實施方案中，該制品包括納米尺度線，該線包括電可極化區。在一個實施方案中，所述電可極化區在沒有電場的情況下能保持其極化狀態。根據又一組實施方案，該制品包括納米尺度線，該線包括核和至少部分包圍所述核的殼。在一個實施方案中，所述核是半導電或導電的。在某些情況下，所述殼包括鐵電氧化物材料。

在又一組實施方案中，該制品包括器件，該器件包括非易失性存儲元件陣列。在一個實施方案中，該制品包括多個存儲元件，每一個存儲元件包括納米尺度線，該線包括晶體管結構(transistor?architecture)。在又一組實施方案中，該制品包括納米尺度線，該線包括核和至少兩個殼，其中每一個殼包圍所述核的至少一部分。在一個實施方案中，納米尺度線包括鐵電氧化物材料。在又一組實施方案中，該制品包括納米尺度線，該線包括晶體管結構。在至少一個實施方案中，納米尺度線包括鐵電氧化物材料。在又一組實施方案中，該制品包括納米尺度線，該線包括核和殼，其中納米尺度線包含Ba。在又一組實施方案中，該制品包括納米尺度線，該線包括核和至少兩個殼，其中所述殼的至少其一具有至少約15的介電常數。

在一組實施方案中，該制品包括編碼多于一個的數據位的納米尺度線。根據另一組實施方案，該制品包括納米尺度線，該線包括編碼數據位的區域，其中所述區域并不受第二可移動納米尺度線的位置所限定。