CN110112289B - 分子铁电相变存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分子铁电相变存储器，包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层；本发明公开了一种分子铁电相变存储器，具备高集成度、低功耗的特点；同时，相变存储器因其具备非易失性、可字节寻址等特性而同时具备作为主存和外存的潜力。

Description

分子铁电相变存储器
技术领域
本发明涉及一种分子铁电相变存储器，属于铁电存储器设备领域。
背景技术
由于铁电材料在一定温度下处于铁电相，而高于一定温度（即居里点）后则会发生相变，由铁电相变为顺电相，且相变可逆。故可以用铁电相和顺电相来分别表示二进制信息“0”和“1”。相变铁电存储器在升温后可以记录信息，在断电降温后又可以全部回到铁电相清除信息，从而可以实现类似DRAM的信息存储。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种分子铁电相变存储器，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种分子铁电相变存储器，包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层。
作为本发明的一种改进，所述铁电薄膜的结构通式为：[AxB1-x ][C yD1-y ][EzF 1-z ] 3，其中：A、B 为含氮或含膦的小分子有机阳离子；C、D 为金属阳离子；E、F 为阴离子，0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1。
作为本发明的一种改进，所述含氮或含膦的小分子有机阳离子为四甲基胺阳离子、四甲基膦阳离子、三甲基氯甲基胺阳离子、三甲基氟甲基胺阳离子、三甲基溴甲基胺阳离子、三甲基碘甲基胺阳离子、三甲基二氟甲基胺阳离子、三甲基三氟甲基胺阳离子、三甲基羟胺阳离子、三甲基乙基阳离子、三甲基丙基阳离子、三甲基氯乙基阳离子、三甲胺阳离子、三乙胺阳离子、四乙胺阳离子、三乙胺甲基阳离子、三乙胺氯甲基阳离子、三乙胺氟甲基阳离子、三乙胺溴甲基阳离子、三乙胺碘甲基阳离子、吡咯烷阳离子、吡咯啉阳离子、奎宁环阳离子、咪唑阳离子、吡啶阳离子、氨基吡咯烷阳离子、氨基奎宁环阳离子、哌嗪阳离子或三乙烯二胺阳离子中任意一种。
作为本发明的一种改进，所述金属阳离子为 Cd2+、Mn 2+、Cu2+、Zn 2+、Ni 2+、Co 2+、Fe2+、Cr 2+、V 2+、Hg 2+、Cu +、Ag +、Au +、Al 3+、In 2+、Sn 2+、Pb 2+、Sb 3+、Bi 3+、Na +、K +、Rb+、Cs+、Mg 2+、Ca 2+、Sr 2+ 或 Ba 2+中任意一种。
作为本发明的一种改进，所述阴离子为 Cl -、Br -、I - 、SCN -、N 3 -、ClO4-、CN -或 BF 4 –中任意一种。
作为本发明的一种改进，所述加热/冷却层为微型加热片、硅胶发热片、陶瓷加热片、iqos加热片、ptc加热片、冷却液式冷却片或风式冷却片中任意一种。
作为本发明的一种改进，所述隔热层为硅酸盐保温材料、高分子保温材料或陶瓷保温材料。
作为本发明的一种改进，一种分子铁电相变存储器的制备方法，所述具体步骤如下：
（1）在一个微型加热/冷却片上表面旋涂分子铁电体溶液，待溶液挥发后，可得到铁电薄膜；
（2）在铁电薄膜上安装介电测量头；
（3）在铁电薄膜上表面安装一个微型加热/冷却片，可得到储器本体；
（4）在储器本体外侧包裹隔热层；
（5）连接各个储器本体形成存储器。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明公开了一种分子铁电相变存储器，具备高集成度、低功耗的特点。同时，相变存储器因其具备非易失性、可字节寻址等特性而同时具备作为主存和外存的潜力。
附图说明
图1是一种分子铁电相变存储器的结构示意图；
图中：1、铁电薄膜，2、介电检测头，3、加热/冷却层，4、隔热层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
一种分子铁电相变存储器，包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层。
所用分子铁电材料为甲胺碘化铅(CHA)2PbI4。
所用加热层为微型加热片，所用冷却层为冷却液式冷却片。
所用隔热层为高分子保温材料。
一种分子铁电相变存储器的制备方法，所述具体步骤如下：
（1）在一个微型加热片上表面旋涂甲胺碘化铅(CHA)2PbI4溶液，待溶液挥发后，可得到铁电薄膜；
（2）在铁电薄膜上安装介电测量头；
（3）在铁电薄膜上表面安装一个冷却液式冷却片，可得到储器本体；
（4）在储器本体外侧包裹高分子保温隔热层；
（5）连接各个储器本体形成存储器。
实施例2：
一种分子铁电相变存储器，包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层。
所用分子铁电材料为3-氨基吡咯溴化铷（3-ammoniopyrrolidinium)RbBr3。
所用加热层为微型加热片，所用冷却层为冷却液式冷却片。
所用隔热层为高分子保温材料。
一种分子铁电相变存储器的制备方法，所述具体步骤如下：
（1）在一个微型加热片上表面旋涂3-氨基吡咯溴化铷（3-ammoniopyrrolidinium)RbBr3溶液，待溶液挥发后，可得到铁电薄膜；
（2）在铁电薄膜上安装介电测量头；
（3）在铁电薄膜上表面安装一个冷却液式冷却片，可得到储器本体；
（4）在储器本体外侧包裹高分子保温隔热层；
（5）连接各个储器本体形成存储器。
实施例3：
一种分子铁电相变存储器，包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层。
所用分子铁电材料为 3-甲基溴甲基甲基胺三溴化锰TMBM-MnBr3。
所用加热层为微型加热片，所用冷却层为冷却液式冷却片。
所用隔热层为高分子保温材料。
一种分子铁电相变存储器的制备方法，所述具体步骤如下：
（1）在一个微型加热片上表面旋涂3-甲基溴甲基甲基胺三溴化锰TMBM-MnBr3溶液，待溶液挥发后，可得到铁电薄膜；
（2）在铁电薄膜上安装介电测量头；
（3）在铁电薄膜上表面安装一个冷却液式冷却片，可得到储器本体；
（4）在储器本体外侧包裹高分子保温隔热层；
（5）连接各个储器本体形成存储器。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分子铁电相变存储器，其特征在于：包括存储器本体，所述存储器本体包括铁电薄膜以及介电检测头，所述铁电薄膜上下两侧均设有加热/冷却层，所述铁电薄膜上设有介电检测头，铁电薄膜与介电检测头相连，所述存储器本体外部包裹隔热层；所述铁电薄膜的结构通式为：[AxB1-x ][C yD1-y ][EzF 1-z ] 3，其中：A、B 为含氮或含膦的小分子有机阳离子；C、D 为金属阳离子；E、F 为阴离子，0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1。
2.根据权利要求1所述的一种分子铁电相变存储器，其特征在于：所述含氮或含膦的小分子有机阳离子为四甲基胺阳离子、四甲基膦阳离子、三甲基氯甲基胺阳离子、三甲基氟甲基胺阳离子、三甲基溴甲基胺阳离子、三甲基碘甲基胺阳离子、三甲基二氟甲基胺阳离子、三甲基三氟甲基胺阳离子、三甲基羟胺阳离子、三甲基乙基阳离子、三甲基丙基阳离子、三甲基氯乙基阳离子、三甲胺阳离子、三乙胺阳离子、四乙胺阳离子、三乙胺甲基阳离子、三乙胺氯甲基阳离子、三乙胺氟甲基阳离子、三乙胺溴甲基阳离子、三乙胺碘甲基阳离子、吡咯烷阳离子、吡咯啉阳离子、奎宁环阳离子、咪唑阳离子、吡啶阳离子、氨基吡咯烷阳离子、氨基奎宁环阳离子、哌嗪阳离子或三乙烯二胺阳离子中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种分子铁电相变存储器，其特征在于：所述金属阳离子为Cd2+、Mn 2+、Cu2+、Zn 2+、Ni 2+、Co 2+、Fe 2+、Cr 2+、V 2+、Hg 2+、Cu +、Ag +、Au +、Al 3+、In 2+、Sn 2 +、Pb 2+、Sb 3+、Bi 3+、Na +、K +、Rb+、Cs +、Mg 2+、Ca 2+、Sr 2+ 或 Ba 2+中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种分子铁电相变存储器，其特征在于：所述阴离子为 Cl -、Br -、I - 、SCN -、N 3 -、ClO4-、CN - 或 BF 4 –中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种分子铁电相变存储器，其特征在于：所述加热/冷却层为微型加热片、硅胶发热片、陶瓷加热片、iqos加热片、ptc加热片、冷却液式冷却片或风式冷却片中任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种分子铁电相变存储器，其特征在于：所述隔热层为硅酸盐保温材料、高分子保温材料或陶瓷保温材料。
7.一种制备权利要求1-6任一所述的一种分子铁电相变存储器的方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）在一个微型加热/冷却片上表面旋涂分子铁电体溶液，待溶液挥发后，可得到铁电薄膜；
（2）在铁电薄膜上安装介电测量头；
（3）在铁电薄膜上表面安装一个微型加热/冷却片，可得到储器本体；
（4）在储器本体外侧包裹隔热层；
（5）连接各个储器本体形成存储器。
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