CN101779306B - 存储器件 - Google Patents
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Abstract
一种存储器件，包括存储材料、连接到存储材料的第一电极；和与存储材料相关联的第二电极。
Description
技术领域
本发明涉及可再写存储器件。
背景技术
现今，多种多样的存储器件结构被已知。在这些多种多样的存储器结构中，包括活动探针的存储器件和具有交叉杆(cross-bar)电极几何结构的存储器件代表了用于访问存储单元的两个主要备选方案。
对于包括活动探针的存储器件来说，热-机械写入的概念已经得到发展，根据该概念，产生通过借助施加压力使局部变软的聚合物弹性变形来表示存储信息的凹痕，这些凹痕随后通过快速冷却被冻结以便固定该状态。然而，这些器件涉及一些问题，比如长写入时间、有限的可再写性和有限的稳定性，这是因为存储单元对在相邻存储单元的附近加热敏感。
在包括探针的其它存储器件中，相变存储介质用于将数据位存储在记录层中。为了记录存储状态，通过流过尖端的电流加热记录层，并且记录层随后被慢慢冷却以形成结晶位或者被快速冷却以形成非晶位。在读取模式中，低电平电流用于感测高电阻非晶态或低电阻结晶态。这种器件类型已经显现出诸如由于在接触模式中的加热导致的尖端退化之类的问题。
在具有交叉杆电极结构的存储器件中，尤其是在施加电场的情况下表现出电导变换的有机电荷转移络合物，已经用作夹在电极之间的记录介质。
在存储器件中使用的两种普通类型的记录介质是聚合物和分子存储材料。聚合物存储元件是在两个金属电极之间的薄膜、有机/金属/有机、三层结构。有机材料的一个实例是如Ma等人在“Organicelectrical bistable devices and rewritable memory cells”(APL 2002(80)p.2997)中描述的2-氨基-4，5-咪唑二腈(2-amino-4，5-imidazoledicarbonitrile)。
聚合物存储器使用三层结构中的电双稳性效应。三层结构在相同的施加电压下显示出两种不同导电率状态。通过对该结构施加电压脉冲来执行写(WRITE)操作，这导致在低电阻态和高电阻态之间的可逆切换。在转换发生后，该器件在关断电源之后保持在两种状态之一。通过施加反向电压脉冲来执行擦除(ERASE)操作。报道了10ns的切换时间。
分子存储器是一种包含有关使用各个分子作为存储器单元的构造块的不同提议的广义术语，其中一个信息位能被存储在原子或分子的空间中。一种用实验演示的方法基于附着在受施加电压控制的两个电极之间的分子的有效电导的快速可逆变化。在该分子存储器中，通过施加外部电压来存储数据，该外部电压引起分子转换到两种可能的导电状态之一。通过测量分子单元中的电阻变化来读取数据。
通常，有机或混合材料还能在施加电流或电场之后根据材料和机制来改变它们的极化并产生两种状态ON和OFF。
由此，就导电率和极化变化而言，通常，可以限定四种不同的存储材料组，例如(a)电流驱动导电率变化材料，(b)电场驱动导电率变化材料，(c)电流驱动极化变化材料，(d)电场驱动极化变化材料。
电流驱动导电率变化可能起因于多种多样的效应，比如金属纳米丝形成、氧化还原作用、流动离子、捕获-、空间-和界面-电荷耗尽或积累。文献中所研究的材料是半导电聚合物(例如，APL(89)Jabbour等人，013507(2006))或小分子(例如APL(87)Ma等人，023505(2005))。
与这些材料相关的专利是US5623476、US6903958、US7035140、US7061791。
对此类别也属于缺电子(electron poor)的分子，即具有吸电子基团的芳香族分子，和氧化还原可寻址(redox addressable)分子。在氧化还原可寻址分子中，电子的注入在化学上减少了分子并且处于π*轨道上的电子的增加量提高了材料的导电率，其从低导电态(OFF)迁移到高导电态(ON)。
关于缺电子的分子，报道了基于四碘四氯荧光素(Rose Bengal)的具有ON-OFF比率为106的交叉杆结构的开关器件(A.J.Pal等人，J.Phys.Chem.B 107，2003，pp.2531)。
关于氧化还原可寻址分子，已经由Y.K.Kim等人描述了具有ON-OFF比率为0.25的交叉杆结构的器件(Thin Solid Films，438-439，2003，pp.127)。
关于电场驱动导电率变化材料，两个不同的组大体上是已知的。
在第一组中，在施加电场时电荷在有源层的部件之间转移导致导电率变化。
在文献中研究的材料实例是包括电子受主和电子施主分子的有机或聚合物层(例如，Yang等人，Adv.Mater.2005(17)pp.1440)、分布在聚合物膜中用作施主的金属纳米粒子和用作受主的分子(例如，在Yang等人的Nature Materials Vo.3，Dec 2004，pp.918中)。电荷转移也可以在超薄金属膜和有机材料之间发生，其中金属膜被夹在有机分子材料的各层之间，如US 7170779中所描述的。而且，有机电荷转移络合物也可用作有源层(Adachi等人，APL(83)No.6(2003)pp.1252)。
在第二组中，电荷转移发生在从电极到定向有源层中的分子(Majumdar等人，Synthetic Metals 140(2004)p.203-206)。
电流驱动极化变化材料包括在旋转成型的薄膜聚合物驻极体中通过电荷存储的极化信息存储，其通过导电表面探针技术具有位读取/写入/擦除功能(区别于在诸如EEPROM和快闪存储器以及无机材料探针器件的硬连线的驻极体器件中的信息存储)。所述位在导电探针与样品接触时通过电压脉冲施加被写入和擦除，并且通过表面探针电场灵敏方法被读出，比如电力显微镜(EFM)、开尔文探针力显微镜(KPFM)、扫描电阻探针显微镜(SRPM)、扫描电容显微镜(SCM)或扫描探针显微镜，并且探针即是场效应晶体管(US5132934)。
在薄膜聚合物驻极体中的第一表面探针电荷存储结果已经在1988 Stern等人(APL 1988(53)pp.2717)中被描述，其中PMMA膜中的～1μm电荷点通过EFM利用被蚀刻的镍尖端来检测。在2001，Stemmer等人著述了具有～100nm的分辨率的使用在硅上的类似PTFE的碳氟化合物层中的KPFM通过等离子体增强化学汽相沉积由六氟丙烯前体气体产生的电荷信号(Adv.Mater.2001(13)，No.18，pp.1395)。在2005，Jacobs等人著述了在薄PMMA膜上通过纳米接触印刷并且通过KPFM检测它们的具有下至60nm的分辨率的电荷图案(Nanoletters，2005 Vol.5，No.10，p.2078-2084)。
在电场驱动极化变化材料的组中，有机铁电薄膜已经被提出作为存储材料(US2005/0094430、US6812509)。
已知的存储器件和材料表现出几个缺点，例如低保持时间和低可再写性级别。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改善的存储器件，该存储器件克服了现有技术器件的缺点，并且具体来说该存储器件具有改善的保持时间和高度可再写性。
该问题通过根据权利要求1的存储器件、根据权利要求23的存储信息的方法和根据权利要求28的制造方法来解决。
本发明的有利实施例在从属权利要求中被限定。
根据本发明，提供一种存储器件，其包括存储材料、连接到存储材料的第一电极和与存储材料相关联的第二电极。根据本发明的存储器件具有改善的保持时间和高度可再写性。而且，根据本发明的存储器件在存储材料中包括高密度存储单元，每个存储单元具有两个可很好区分的存储状态，这两个可很好区分的存储状态限定了高度双稳定性。电极可以是由金属(例如Au、Pt、Al、Ag等)、半导体(例如Si、Ge、ITO、FTO等)或导电聚合物(例如掺杂的PANI、PEDOT、PT等)制成的，但是不限于此。
根据一个实施例，存储材料被支承在衬底上。存储材料可以通过沉积技术被沉积在衬底上，所述沉积技术例如是CVD、PECVD、MOCVD、溅射、烧蚀、旋涂、蒸发、自组装、静电逐层自组装、LangmuirBlodgett技术、Langmuir-
技术，但是不限于此。衬底可以是由玻璃、塑料(例如PET、PEN、PC等)和半导体(例如Si、Ge等)制成的，但是不限于此。存储材料可以被施加到衬底上作为连续层或作为不连续层，其包括对应于至少一个存储单元的存储材料场或分离区域。
根据另一实施例，界面层被设置在第一电极和存储材料之间。根据另一实施例，界面层被交替地或另外设置在存储材料上。界面层具有以下作用：改善电荷注入、调整功函数(如果需要的话)、限制表面粗糙度和限制有源层中的扩散。界面层可以包括PEDOT-PSS、PANI、硅烷、氨络物、LiF、4-氯苯甲酰氯(4-chlorobenzoylchloride)(CBC)、4-氯苯磺酰氯(4-chlorobenzenesulfonyl chloride)(CBS)、4-氯苯基二氯膦(4-chlorophenyldichlorophosphate)(CBP)等，但是不限于此。
根据优选实施例，存储器件包括探针，该探针可跨越存储材料移动并且该探针形成第二电极。优选地，探针包括具有细尖端的悬臂，其允许存储材料中的高密度的相邻存储单元和尖端的高扫描分辨率。可以使探针与存储材料接触以将信息写入存储单元或者在存储单元读取和擦除信息。可替换地，读取存储单元能够以例如设置在存储材料的表面上一定距离处的尖端来执行。使探针极接近于表面而不接触表面具有以下优点：没有损伤或磨损存储材料或尖端的风险。
根据另一优选实施例，第二电极被固定到存储材料。相应的存储器件可以包括设置成交叉杆结构的顶部电极和底部电极，其中存储材料的连续层或存储材料的分离区域被设置在电极材料的各条带之间。优选地，通过提供几个平行电极材料条带来建立存储单元阵列，所述平行电极材料条带具有以交叉布置夹在它们之间的存储材料，其中存储单元被限定在各条带的交叉点处。当然，其它硬连线的几何布置也是可以的。
根据另一优选实施例，存储器件包括被调节用以将电压脉冲施加到存储材料的一部分以在存储材料中存储和擦除信息的装置。在存储器件具有探针的情况下，探针优选被布置成在写入和擦除操作期间在存储单元处与存储材料的表面接触。
根据一个实施例，存储器件包括用于读取被存储在存储材料中的信息的装置。该装置适于施加和测量流过存储单元和电极(或探针和尖端)处的存储材料的电流或者适于测量存储单元处的存储材料中的电场。对于测量存储单元处的存储材料中的电场来说，探针可以被定位成极接近于存储材料而不与存储材料接触。
根据优选实施例，存储材料是包括下述材料的组中的一个：施加电流时表现出导电率变化的材料、施加电场时表现出导电率变化的材料、施加电流时表现出极化变化的材料和施加电场时表现出极化变化的材料。
可以通过旋涂、蒸发、逐层沉积、静电自组装以及LangmuirBlodgett技术等来制备存储材料。
根据另一实施例，施加电流时表现出导电率变化的存储材料是缺电子的分子。通常，缺电子的分子是具有吸电子基团的分子(具有正Hammett，δ常数)和任何电子施主基团以及具有具有直接附着到金属的吸电子基团的配位体的过渡金属络合物。它们可以是单分子、低聚物或聚合物。
根据一个实施例，缺电子的分子可以由下面的分子式之一来限定，但是不限于此：
其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3 +，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和
其中M＝过渡金属，X，Y＝吸电子基团，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3 +，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烃、烯丙基(allilylic)；a，b＝整数。
根据一个实施例，缺电子的分子包括下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，施加电流时表现出导电率变化的存储材料包括氧化还原可寻址分子。通常，氧化还原可寻址分子是这样的分子：在所述分子中，在进行化学还原反应或氧化反应时，结合长度以及导电率变化。它们可以是单分子、低聚物或聚合物。典型的氧化还原可寻址基团是4，4’联吡啶盐(4，4’bipyridinium salt)。
根据一个实施例，氧化还原可寻址分子由下面的分子式限定，但是不限于此：
其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝阴离子。
根据优选实施例，氧化还原可寻址分子包括下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，存储材料包括经历响应于施加电场的电荷转移的成分或者存储材料经历响应于施加电场的利用连接电极的电荷转移。通常，这些被称为电荷转移络合物的材料是电子-施主-电子-受主络合物，其特征是至少一个电子跃迁到激发态，其中存在从施主到受主半族(moiety)的电子电荷的部分转移。
电荷转移络合物中的施主和受主分子被如此限定使得施主的最高占用的分子轨道(HOMO)和受主的最低未占用的分子轨道(LUMO)足够彼此接近，以至于在施加电场时，施主的HOMO的电子能转移到受主的LUMO，并且根据电场方向反之亦然。
施主分子是在电荷转移络合物形成期间贡献电子的分子。
根据一个实施例，施主分子包含下面的供电子基团(donor group)中的一个或多个，但是不限于此：O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。
它们可以是单分子、低聚物或聚合物。
根据一个实施例，存储材料包括下面的分子式之一的施主分子，但是不限于此：
受主分子是在电荷转移络合物形成期间接受电子的分子。
根据一个实施例，受主分子包含下面的受电子基团(acceptorgroup)中的一个或多个，但是不限于此：NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。
它们可以是单分子、低聚物或聚合物。
受主分子也是在球壳状碳分子(fullerene)衍生物、半导体纳米点和缺电子的过渡金属络合物中找到的。
根据另一实施例，存储材料包括包含C60球壳状碳分子、C61球壳状碳分子、CdSe、和铂八乙基卟吩(platinum octaethyl porphine)的基团的受主分子。
根据另一实施例，经历响应于施加电场的电荷转移的存储材料是具有共轭主链和侧链液晶聚合物的材料，其能够以单畴或多畴结构排列。
根据一个实施例，该材料具有下面的分子式，但是不限于此：
其中R4和R5在每一次出现时都独立地选自包括下述的基团：
R1和R2独立地选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基(alkoxyaryl)、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基(aryloxyaryl)、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基(dialkylaminoaryl)、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基(diarylaminoaryl)和取代二芳基氨基芳基，
R3选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，
并且其中R6和R7在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，
q选自范围1＜＝q＜＝10，r选自范围0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能够被合成为二溴取代单体的任何芳族单体、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，
并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一个独立地选自范围1-1000，
并且其中p选自范围0-15，
并且其中s选自范围0-15，
附加条件是如果R4是H，则R5不是H，并且如果R5是H，则R4不是H。
根据另一实施例，该材料具有下面的分子式，但是不限于此：
其中L在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能够被合成为二溴取代单体的任何芳族单体、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：直链C1-20、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q选自范围1-10，r选自范围0-20，并且
其中R4和R5在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：
根据另一实施例，该材料具有下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，存储材料是具有下面的分子式的末端封闭的聚芴(endcapped polyfluorene)，但是不限于此：
优选地，通过使用对准层或通过其它方法(例如直接机械拓印(mechanical rubbing))，使用电场或磁场将该材料对准在衬底上。对准导致偶极再取向和从电极或在层成分之间的更好的电荷转移。
对于所有上述存储材料而言，表现电场中的电荷转移可以发生在存储材料的分子的分子内或分子间。电荷转移还可以发生在分子和连接电极之间。在分子内电荷转移络合物中，施主和受主半族是相同分子的一部分。分子内电荷转移分子可以是单分子、低聚物或聚合物。
电荷转移存储材料可以例如通过旋涂被施加在电极上。交叉杆结构可以被提供用于第一和第二电极的布置并且可替换地探针也可以用作第二电极。
根据另一实施例，施加电流时表现出极化变化的材料是在极化条件下维持准永久外部电场的至少一个绝缘电介质(insolatingdielectric)有机材料。优选地，该材料具有＜10-12S/m的电导率。绝缘电介质有机材料可以是单分子、低聚物或聚合物。该材料也被称为有机驻极体。
根据一个实施例，有机驻极体是包括下述的组中的一个：含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride)、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基(perfluoralkoxy)、聚氯三氟乙烯(polychloro-trifluoroethylene)、无定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯(polyvinylidene chloride))、环烯(COC)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate))、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯，但是不限于此。
根据另一实施例，驻极体包括隔离电介质材料，该隔离电介质材料在通过未被补偿的单极电荷(例如空间电荷驻极体)或对准的极性电荷(例如铁电驻极体)被极化时维持准永久外部电场。
根据另一实施例，施加电流时表现出极化变化的材料是有机驻极体与受主或施主分子的混合物。
根据另一实施例，施加电场时表现出极化变化的材料是极性有机驻极体，即，具有偶极分子或偶极络合物的隔离电介质材料与具有分子内偶极子的分子的混合物。所述分子可以是单分子、低聚物或聚合物。特别地，存储材料可以是包括聚合物材料与电子施主和受主的混合物的材料，所述电子施主和受主被优化用于强偶极场。
根据一个实施例，施加电场时表现出极化变化的材料是具有5wt.％的球壳状碳分子C61的N，N′-联苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-联苯-4-基)联苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naptha-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)。
根据本发明，还提供了一种存储信息的方法，该方法包括以下步骤：提供根据前述权利要求之一的包括存储材料的存储器件，将电压脉冲施加到存储单元处的存储材料以存储信息，以及读取存储单元处的信息。
根据一个实施例，读取信息可以包括测量流过存储单元处的存储材料和电极的电流或者可以包括测量存储单元处的存储材料的电场。
根据另一实施例，该方法可以包括通过将电压脉冲施加到存储单元处的存储材料来擦除信息。
根据另一实施例，该方法还可以包括跨越存储材料将作为电极的探针移动到存储所述信息的位置。
根据另一实施例，该方法进一步包括将探针定位在距离存储材料一定距离处以读取信息。
根据另一实施例，读取信息、写入信息和擦除信息中的至少一个在干燥空气中进行。在包括小于0.5g/m2的水含量的干燥空气中操作包括驻极体薄膜的存储器件能够增加点信号强度并且能够减小能实现每一存储材料面积较高数据密度的电荷点的宽度。
根据本发明，还提供了一种制造存储器件的方法。该方法包括以下步骤：在第一电极上沉积存储材料，以及在存储材料上方提供电极。
根据另一实施例，该方法包括在衬底上沉积存储材料。可选地，界面层可以被插入到电极和存储材料之间，可替换地或者另外可以被设置在存储材料的顶部上。
根据一个实施例，该方法包括在存储材料上方布置探针，该探针可跨越存储材料的表面移动。
根据另一实施例，该方法包括在存储材料的顶部上沉积固定电极。
根据另一实施例，该方法包括提供被调整以将电压脉冲施加到存储单元处的存储材料来存储和擦除存储单元处的存储材料中的信息的装置。
根据另一优选实施例，该方法包括提供用于读取存储单元处的存储材料中存储的信息的装置，该装置适于施加和测量流过存储单元和电极处的存储材料的电流或者适于测量存储单元处的所述存储材料的电场。
根据另一实施例，存储材料是包括下述材料的组中的一个：施加电流时表现出导电率变化的材料、施加电场时表现出导电率变化的材料、施加电流时表现出极化变化的材料和施加电场时表现出极化变化的材料。
根据一个实施例，施加电流时表现出导电率变化的存储材料包括由下面的分子式之一限定的缺电子的分子，但是不限于此：
其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3 +，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和
其中M＝过渡金属，X，Y＝吸电子基团，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3 +，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烃、烯丙基(allilylic)；a，b＝整数。
根据一个实施例，缺电子的分子包括下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，施加电流时表现出导电率变化的存储材料包括由下面的分子式限定的氧化还原可寻址分子，但是不限于此：
其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝阴离子。
根据另一实施例，氧化还原可寻址分子具有下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，存储材料包括经历响应于施加电场的电荷转移的电荷转移成分或者存储材料经历响应于施加电场的利用连接电极的电荷转移。
根据一个实施例，存储材料包括包含下面的供电子基团(donorgroup)中的一个或多个的施主分子，但是不限于此：O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。
根据另一实施例，存储材料包括下面的分子式之一的施主分子，但是不限于此：
根据一个实施例，存储材料包括包含下面的受电子基团(acceptorgroup)中的一个或多个的受主分子，但是不限于此：NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。
根据另一实施例，存储材料包括包含下述的受主组中的受主：C60球壳状碳分子、C61球壳状碳分子、球壳状碳分子衍生物、CdSe、铂八乙基卟吩(platinum octaethyl porphine)、半导体纳米点和缺电子的过渡金属络合物。
根据另一实施例，经历响应于施加电场的电荷转移的存储材料是具有共轭主链和侧链液晶聚合物的材料，其能够以单畴或多畴结构排列。
根据一个实施例，该材料具有下面的分子式，但是不限于此：
其中R4和R5在每一次出现时都独立地选自包括下述的基团：
R1和R2独立地选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基(alkoxyaryl)、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基(aryloxyaryl)、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基(dialkylaminoaryl)、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基(diarylaminoaryl)和取代二芳基氨基芳基，
R3选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，
并且其中R6和R7在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：直链C1-20烷基、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，
q选自范围1＜＝q＜＝10，r选自范围0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能够被合成为二溴取代单体的任何芳族单体、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，
并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一个独立地选自范围1-1000，
并且其中p选自范围0-15，
并且其中s选自范围0-15，
附加条件是如果R4是H，则R5不是H，并且如果R5是H，则R4不是H。
根据另一实施例，该材料具有下面的分子式，但是不限于此：
其中L在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能够被合成为二溴取代单体的任何芳族单体、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：直链C1-20、支链C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q选自范围1-10，r选自范围0-20，并且
其中R4和R5在每次出现时都独立地选自包括下述的基团：
根据另一实施例，该材料具有下面的分子式之一，但是不限于此：
根据另一实施例，存储材料是具有下面的分子式的末端封闭的聚芴，但是不限于此：
优选地，通过使用对准层或通过其它方法(例如直接机械拓印)，使用电场或磁场将该材料对准在衬底上。对准导致偶极再取向和从电极或在层成分之间的更好的电荷转移。
对于所有上述电荷转移材料而言，电荷转移可以发生在存储材料的分子的分子内或分子间。可替换地，或者另外，电荷转移还可以发生在分子和连接电极之间。在分子内电荷转移络合物中，施主和受主半族是相同分子的一部分。分子内电荷转移分子可以是单分子、低聚物或聚合物。
电荷转移存储材料可以例如通过旋涂被施加在电极上。交叉杆结构可以被提供用于第一和第二电极的布置并且可替换地探针也可以用作第二电极。
根据另一实施例，施加电流时表现出极化变化的材料是在极化条件下维持准永久外部电场的至少一个绝缘电介质有机材料。优选地，该材料具有＜10-12S/m的电导率。绝缘电介质有机材料可以是单分子、低聚物或聚合物。该材料也被称为驻极体。
根据一个实施例，有机驻极体是包括下述的组中的一个：含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride)、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基(perfluoralkoxy)、聚氯三氟乙烯(polychloro-trifluoroethylene)、无定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯(polyvinylidene chloride))、环烯(COC)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate))、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯。
根据另一实施例，驻极体包括隔离电介质材料，该隔离电介质材料在通过未被补偿的单极电荷(例如空间电荷驻极体)或对准的极性电荷(例如铁电驻极体)被极化时维持准永久外部电场。
根据另一实施例，施加电流时表现出极化变化的材料是有机驻极体与受主或施主分子的混合物。
根据另一实施例，施加电场时表现出极化变化的材料是极性有机驻极体，即，具有偶极分子或偶极络合物的隔离电介质材料与具有分子内偶极子的分子的混合物。所述分子可以是单分子、低聚物或聚合物。特别地，存储材料可以是包括聚合物材料与电子施主和受主的混合物的材料，所述电子施主和受主被优化用于强偶极场。
根据另一实施例，施加电场时表现出极化变化的材料是具有5wt.％的球壳状碳分子C61的N，N′-联苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-联苯-4-基)联苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naptha-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)。
附图说明
将由下面结合附图的本发明的优选实施例的描述得到本发明的另外的方面。
图1是根据本发明的实施例的存储器件的示意截面图。它在右侧示出具有被放置成用于写入或读取存储材料中的信息的悬臂尖端的探针电极并且在左侧示出固定顶部电极；
图2a示出根据本发明的一个实施例的存储器件的示意截面图，其包括与双稳存储材料接触的探针，用于写入和擦除位；
图2b示出根据本发明的存储器件的截面图，其包括被升高到在存储材料的表面上方一定距离的探针；
图3示意性地示出缺电子的分子中的电流驱动导电率变化；
图4示出包括缺电子的分子的存储材料的电流-电压(I-V)特性；
图5a示出图4的存储材料的重复读-写-删除操作的电压-时间(V-T)特性；
图5b示出图4的存储材料的重复读-写-删除操作的电流-时间(I-T)特性；
图6示意性地示出氧化还原可寻址分子中的电流驱动导电率变化；
图7a-d示出包括氧化还原可寻址分子的层的原子力显微镜(AFM-形貌图)图像和电力显微镜(EFM)图像；
图8示出包括氧化还原可寻址分子的存储材料的电流-电压(I-V)特性；
图9a示出图8的包括氧化还原可寻址分子的存储材料的重复读-写-删除操作的电压-时间(V-T)特性；
图9a示出图8的包括氧化还原可寻址分子的存储材料的重复读-写-删除操作的电流-时间(I-T)特性；
图10示出包括另一氧化还原可寻址分子的存储材料的电流-电压(I-V)特性；
图11a-c示出在施加电场时电荷转移络合物中的导电率变化的示意性图示；
图12示出包括有机电荷转移络合物的存储材料的电流-电压(I-V)特性；
图13a-b示出包括具有和不具有受主分子的有机电荷转移络合物的存储材料的电流-电压(I-V)特性；
图14示出包括取向有源层的样品的电流-电压(I-V)特性，其中发生从电极到有源层中的分子的电荷转移；
图15示出图14的样品的有源层的吸收特性；
图16示出包括取向有源层的另一样品的电流-电压(I-V)特性，其中发生从电极到有源层中的分子的电荷转移；
图17示出包括驻极体的样品的截面图示；
图18示出利用尖电极进行写入和擦除的PMMA膜的电荷点的EFM相变图像；
图19示出利用尖电极进行写入并且具有变化的脉冲宽度的PMMA膜的电荷点的EFM相变图像；
图20示出利用尖电极进行写入并且具有变化的写脉冲电压的COC膜的电荷点的EFM相变图像；
图21示出利用尖电极进行写入并且具有变化的脉冲宽度的PC膜的电荷点的EFM相变图像；
图22a-b示出材料层的极化区域的EFM相变图像。
具体实施方式
在下面将参考图1、2a和2b来描述本发明的实施例。如图1所示，根据一个实施例的存储器件包括衬底1，该衬底可以是任何适当的材料，例如玻璃、塑料(例如PET、PEN、PC等)、半导体(例如Si、Ge，等)或ITO。在衬底1的顶部上，提供电极层3。电极层3可以是任何材料，其适合用于电极(例如Au、Pt、Al、Ag等)、半导体(例如Si、Ge、ITO、FTO等)或导电聚合物(例如掺杂的PANI、PEDOT、PT等)，但是不限于此。
可选地，界面层5被沉积在电极层3的顶部上。它可以包括PEDOT-PSS、PANI、硅烷、氨络物、LiF、4-氯苯甲酰氯(CBC)、4-氯苯磺酰氯(CBS)、4-氯苯基二氯磷酸酯(CBP)等，但是不限于此。界面层5具有以下作用：改善电荷注入、调整功函数(如果需要的话)、限制表面粗糙度和限制存储材料的有源层中的扩散。
在界面层5的顶部上，沉积存储材料的连续有源层7。它包括包含下述材料的组中的至少一种材料：施加电流时表现出导电率变化的材料、施加电场时表现出导电率变化的材料、施加电流时表现出极化变化的材料和施加电场时表现出极化变化的材料。
在存储材料的顶部上，可以沉积另一界面层9。
如图1的左部所示，存储器件的存储单元11通过第二电极13被限定和访问，第二电极13固定到包括存储材料的有源层17。第二电极13可以通过任何适当的沉积技术被沉积。电极13可以是与电极3相同的材料。可替换地，如图1的右侧所示，第二电极或顶部电极可以是包括具有尖端17的悬臂15的活动探针，该探针能够在基本平行于有源层7的表面的平面内跨越有源层7的表面移动。优选地，该探针还可相对于有源层7的表面沿垂直方向移动以控制尖端17和有源层7的表面之间的距离并且使尖端17与该表面接触。在有源层7的表面上的存储单元11的面积基本上由电极尖端17的尺寸确定。由此有源层7的表面上的存储单元11的密度也依赖于与表面接触的尖端尺寸。
如图1所示，层7是连续的并且存储单元11没有被任何中断物或被任何材料分开。在连续有源层7的情况下，存储单元的位置由探针所移动到的以将信息写入存储材料的位置限定。然而，在其它实施例中也可以提供不连续有源层。不连续有源层可以例如包括分开的存储材料区域，其对应于单个存储单元。图1所示的材料层的数目也是示例性的并且其它实施例可以包括更多或更少的层。
为了实现交叉杆结构，固定第二顶部电极13和第一电极层3可以被设置成一系列平行条带，所述平行条带彼此例如以90°交叉并且在它们之间夹着有源层7。在交叉杆结构中，可以通过选择第一和第二电极3、13的单个条来不同地寻址在有源层7中被限定在所述条带的交叉点处的存储单元11。另外，可想到的是仅将所述电极之一设置为条带，优选是顶部电极13。
根据图1的右侧所示的第二实施例，通过跨越有源层7的表面移动探针来寻址存储单元11以写入、读取和擦除存储单元11。
通过将来自电源19的电压脉冲施加到存储单元11处的存储材料在存储单元11中写入和擦除信息并且通过电流测量或者通过检测存储单元11处的电场来读取信息。
对于电流驱动导电率和极化变化材料而言，写入和擦除信息优选利用与存储单元11处的存储材料接触的电极13或探针来完成(如图2a所示，针对包括探针的存储器件)。读取信息可以利用与存储材料接触的电极13或探针来完成或者可以在探针和存储材料之间没有物理接触的情况下来完成，如图2b中所示。通过将电流施加到存储单元11并且测量存储单元11处的电压衰减或者通过检测存储单元11处的电场、其梯度或其变化来检测存储单元11处的导电率或极化或其变化。
对于电场驱动导电率和极化变化材料而言，在存储单元处写入、读取和擦除信息利用与存储材料接触的电极或探针来完成或者在探针和存储材料之间没有物理接触的情况下来完成，如图2b中所示。为了测量或检测存储单元11的导电率或极化，在电极或尖端17处测量电场或其梯度或其变化。
另外，能够在包括例如小于0.5g/m2的水含量的干燥空气气氛中进行信息的读取、写入和擦除。在这些条件下包括驻极体薄膜作为有源层7的器件的操作导致来自存储单元11的点信号强度的增加和电荷点的宽度的减小。这能够实现每一器件面积更高数目的存储单元11。
在本发明的存储器件中使用的电流驱动导电率变化材料被分成两个主要类别，包括缺电子的分子和氧化还原可寻址分子。
图3示意性地示出缺电子的分子中的电流驱动导电率变化。图3的左部和右部中的分子示出：通过施加到分子的电流和通过将额外的电子结合到分子的电子结合基团，电荷分布和由此分子的导电率是如何变化的。在下面给出了具有缺电子的分子层的存储器件的实例。
实例1
通过在ITO/PEDOT衬底上旋涂三氯甲烷溶液来制备六氮杂三萘撑(hexaazatrinaphthylene)(HATNA)的有源膜。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后通过掩模(0.25mm2)沉积铝电极。执行循环伏安法(cyclovoltametry)可以检测到清楚的双稳性。样品的电流-电压(I-V)特性在图4中示出。
在施加电压分布下，测量20个周期内的ON-OFF比率为2.3。图5a示出样品的重复读-写-删除操作的电压-时间(V-T)特性。图5b示出样品的重复读-写-删除操作的电流-时间(I-T)特性。
实例2
图6示意性地示出氧化还原可寻址分子中的电流驱动导电率变化。在氧化还原可寻址分子中，通过电流进行的电子注入在化学上减少了分子并且处于π*轨道上的电子的增加量提高了材料的导电率，其从低导电态(OFF)迁移到高导电态(ON)。
通过Langmuir Blodgett技术在ITO衬底上制备氧化还原可寻址十八烷基紫精二溴(octadecyl viologen dibromide)膜(转移10层)。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后利用CAFM(导电原子力显微镜)被测量。
以接触模式完成写入，并且以非接触模式使用EFM(电力显微镜)完成读取。在2μm点尺寸内测量可再写性。
图7a示出在接触下利用CAFM在8V下2.5μm的区域的写操作的电流图像，图7b示出利用EFM的在距离d＝50nm、在0.5V下5μm的区域的读取的相位图像。
图7c示出在接触下利用CAFM在-10V下5μm的区域的写操作以及在接触下利用CAFM在10V下2μm的中心区域的区域的再写的电流图像。图7d示出利用EFM的在探针尖端和有源层的表面之间的距离d＝50nm、在0.5V下10μm的区域的读取的相位图像。
实例3
通过在ITO/PEDOT衬底上旋涂三氯甲烷/乙醇溶液来制备氧化还原可寻址聚(紫精-联-十二烷)(poly(viologen-co-dodecane))膜。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后通过掩模(250μm2)沉积铝电极。以接触模式利用CAFM接触电极来执行循环伏安法，可以检测到清楚的双稳性，且在16个周期内ON-OFF比率为2.5。图8示出所述膜的电流-电压(I-V)特性。
图9a示出所述膜的重复读-写-删除操作的电压-时间(V-T)特性。图9b示出所述膜的重复读-写-删除操作的电流-时间(I-T)特性，其中读电压是5V，写电压是10V，擦除电压是-1V。在施加擦除电压之前被读取的电流表示ON状态，而在施加擦除电压之后被读取的电流表示OFF状态。
实例4
另外，通过蒸发在ITO衬底上制备氧化还原可寻址1，1’-二乙基-4，4’联吡啶二溴(1，1’-diethyl-4，4’bipyridinium dibromide)膜。利用CAFM直接测量所述膜。以接触模式利用CAFM来执行循环伏安法，可以检测到清楚的双稳性，且ON-OFF比率为1.2。图10示出样品的电流-电压(I-V)特性。
实例5
根据施加电场时表现出电荷转移络合物的成分之间的电荷转移(其导致包括电荷转移络合物的有源层的导电率变化)的材料和显示出从电极到有源层中的分子的电荷转移(其导致导电率变化)的材料来对电场驱动导电率变化材料进行分类。优选地，有源层被对准，其导致偶极再取向并有利于电荷转移。例如利用层的电磁照射来获得有源层的对准。
在施加电场时电荷转移络合物的成分之间的导电率变化的过程总体上在图11a到11c中示出。在低导电率状态下，其可以被认为是“关断(off)”状态，电荷载流子(例如电子)占据最低能级，如图11a中所示。由于施加了电场，电子从施主分子转移到受主分子，如图11b中所示。结果，电荷载流子占据较高能级。这样，材料处于高导电率状态或“接通(on)”状态。
根据本发明的一个实施例，共轭基质被用作施主并且分子或半导体纳米粒子被用作受主。结果，获得更好的导电率和更高的电荷离域。这导致更稳定的接通状态。
图12示出包括N，N′-联苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-联苯-4-基)联苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naphta-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)作为施主和球壳状碳分子C61(5wt.％)作为受主的有机电荷转移络合物的I(V)特性的显微镜测量。对于该测量来说，有源材料直接与掺杂的金刚石悬臂尖端接触。
图13a示出不具有受主分子的N，N′-联苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-联苯-4-基)联苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naphta-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)样品的电流-电压I(V)特性，而在图13b所示的测量中具有5wt.％的受主分子。该比较测量示出施主分子和受主分子的相互作用的明显效应。
实例6
还制备了具有施加电场时表现出从电极到有源层中的分子的电荷转移的有源材料的对准层的样品。
图14示出包括ITO/PEDOT衬底和PAP P1的100nm的取向有源层的样品的电流-电压(I-V)特性，在施加电场时发生从电极到有源层的电荷转移。P1分子由下面的分子式给出：
已经通过利用532nm的电磁辐射的照射制备了对准层。图15示出有源层的吸收特性。样品是双稳系统，且在1V下ON/OFF比率是5 102。转换的功耗对于5mm2的点来说大约是6mW。
实例7
图16示出包括ITO/PEDOT衬底和100nm PAP P1和已退火的PF-co-T的40nm的取向有源层的样品的电流-电压(I-V)特性，其中在施加电场时发生从电极到有源层中的分子的电荷转移。P1层以532nm照射以对准它。
获得双稳系统，包括至少7个写-删除周期。该样品比单独包括P1层的样品更稳定。在1V电压下，对于200mA/cm2的电流密度确定ON/OFF比率为3 103。
实例8
一组电流驱动极化变化材料包括所谓的驻极体。驻极体是隔离电介质材料，其在通过未被补偿的单极电荷(例如空间电荷驻极体)或对准的偶极电荷(例如铁电驻极体)被极化时维持“准”永久外部电场。
图17示出包括金属电极3和作为有源层的驻极体5的样品的图解。如图所示，驻极体的偶极电荷因施加电流而包括平行取向。在金属电极中，补偿电荷积累在与驻极体的界面处。
表现出极化变化的材料也可以是多层系统，该系统具有不同功能性的层(例如用于降低有源层的粗糙度的支承层)或者具有对于电子和空穴来说变化的导电率以阻挡电荷泄漏到电极的层。
在薄膜中已经使用COC(环烯烃共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)作为聚合物驻极体。在样品中，电荷点尺寸和其信号强度主要由施加的电压脉冲高度和持续时间确定。该样品是被电极(例如铂、金、铝膜)覆盖的平坦衬底(例如玻璃片)，在该电极上由溶液旋铸(spin-cast)薄(小于100nm厚)聚合物驻极体膜。
图18示出接触铂电极上的20nm旋铸的PMMA膜利用5V尖端偏压进行写入达1s的电荷点的EFM相变图像。通过-5V尖端偏压的电压脉冲擦除九个点(白色)。EFM模式中悬臂的振荡在其谐振频率下被驱动，并且在非接触模式中振荡的幅度被调节以最大化相变信号而不接触样品表面。
图19示出接触被旋铸在Pt电极上的60nm PMMA膜利用30V尖端偏压脉冲和变化的脉冲宽度进行写入的电荷点的EFM相变图像。点尺寸和信号强度强烈依赖于脉冲宽度且可检测的点针对与500ns一样短的脉冲宽度。
在30nm厚的被旋铸的COC膜中，使用高掺杂的硅、高深宽比尖端由NanoSensors(AR5-NCHR，42N/m，320kHz，tr＜10nm，深宽比5∶1，5°半锥，12μm尖端，0.02Ohm cm)对于接触模式下的点写入和EFM读出已经获得小到30nm的电荷点。正如可以在图20中的EFM相变图像中看到的，点尺寸强烈依赖于写脉冲电压，其开始于～12V。
在图21所示的EFM相变图像中，对于不同的三行利用30V尖端偏压脉冲和变化的脉冲宽度(500ns、50μs、5ms、500ms、5s)，电荷点被写入在Pt电极上的PEDOT：PSS膜上的14nm厚的聚碳酸酯(PC)膜中。
通过将聚合物驻极体与金属或半导体纳米粒子或电子施主和受主分子混合可以调整该材料的电荷存储特性，例如信号强度和电荷保持时间。观察到与1wt％的十二硫醇保护的金纳米粒子混合的COC膜的提高的充电(charging)。在与如US2006 7102982中所描述的嵌入在绝缘体上的表面中的导电存储电荷元件的区别中，这里描述的金纳米粒子较小并且均匀地分布于整个绝缘体膜的体积中。
考虑存储介质的一个重要的方面是写入位组合格式(bit pattern)的时间和温度稳定性。存储在驻极体膜中的电荷一般首先按指数规律衰减而不是线性地衰减，并且对于增加的温度来说衰减更快得多。对于聚合物驻极体膜，已经报道了高达许多年的保持时间。在我们的实验中，我们观察到在几星期内写入电荷点的强度的加宽和衰减。
实例11
关于电场驱动极化变化材料，针对实例5-7中的电荷转移而将好的隔离聚合物材料与电子施主和受主混合，但不是优化其用于电流读出，而是优化其用于强偶极场。
对于与5wt％球壳状碳分子C61混合的ST 1163薄膜，在先前通过在-8V偏压下扫描与探针接触的区域而被极化的区域上已经获得0.4°的EFM相变信号。样品的EFM图像在图22a和22b中示出。所述EFM图像是在距离表面70nm的距离处利用尖端获取的。
Claims (19)
1.一种存储器件，包括：
存储材料(7)，
连接到存储材料的第一电极(3)；和
与存储材料相关联的第二电极(13，17)；
其中所述存储材料(7)是包括施加电流时表现出导电率变化的材料，并且包括具有下面的分子式的氧化还原可寻址分子：
其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝阴离子。
2.根据权利要求1的存储器件，其特征在于该存储器件包括探针(17)，所述探针能跨越存储材料移动并且形成第二电极。
3.根据权利要求1的存储器件，其特征在于第二电极(13)被固定到存储材料(7)。
4.根据权利要求1至3中的一项的存储器件，其特征在于该存储器件包括设置在第一电极和存储材料(7)之间的界面层(5)和设置在存储材料的顶部上的界面层(9)中的至少一个。
5.根据权利要求1至3中的一项的存储器件，其特征在于该存储器件包括被调节以将电压脉冲施加到存储材料来存储和擦除存储材料中的信息的装置(19)。
6.根据权利要求1至3中的一项的存储器件，其特征在于该存储器件包括用于读取存储在存储材料中的信息的装置(19)，该装置适于施加和测量流过存储材料的电流或者适于测量所述存储材料的电场。
7.根据权利要求1的存储器件，其特征在于施加电流时表现出导电率变化的存储材料(7)包括具有下面的分子式之一的氧化还原可寻址分子：
8.一种存储和读取信息的方法，包括：
提供根据前述权利要求中的一项的包括存储材料(7)的存储器件；
将电压脉冲施加到存储材料(7)以存储信息；以及
读取信息；
其中所述存储材料(7)是包括施加电流时表现出导电率变化的材料，并且包括具有下面的分子式的氧化还原可寻址分子：
其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝阴离子。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于读取信息包括测量流过存储材料(7)的电流或者测量所述存储材料(7)中的电场。
10.根据权利要求8或9的方法，其特征在于该方法还包括将电压脉冲施加到存储材料(7)以擦除所述信息。
11.根据权利要求8-9中的一项的方法，其特征在于该方法还包括跨越存储材料(7)将作为电极的探针移动到在存储材料(7)中存储所述信息的位置。
12.根据权利要求8-9中的一项的方法，其特征在于该方法还包括将探针(17)定位在距离存储材料(7)一定距离处以读取信息。
13.一种制造存储器件的方法，包括：
在第一电极(3)上沉积存储材料(7)；以及
提供与存储材料(7)相关联的第二电极(13、17)
其中所述存储材料(7)是包括施加电流时表现出导电率变化的材料，并且包括具有下面的分子式的氧化还原可寻址分子：
其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝阴离子。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于该方法包括在存储材料(7)上方布置探针(17)，该探针能够跨越存储材料(7)的表面移动。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于该方法包括在存储材料(7)的顶部上沉积固定电极(13)。
16.根据权利要求13-15中的一项的方法，其特征在于该方法包括设置在第一电极(3)和存储材料(7)之间的界面层(5)和在存储材料(7)的顶部上的界面层(9)中的至少一个。
17.根据权利要求13-15中的一项的方法，其特征在于该方法包括提供被调节以将电压脉冲施加到存储材料(7)来存储和擦除存储材料(7)中的信息的装置(19)。
18.根据权利要求13-15中的一项的方法，其特征在于该方法包括提供用于读取存储在存储材料(7)中的信息的装置(19)，该装置适于施加和测量流过存储材料(7)的电流或者适于测量所述存储材料(7)的电场。
19.根据权利要求13的方法，其特征在于施加电流时表现出导电率变化的存储材料(7)包括具有下面的分子式之一的氧化还原可寻址分子：
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