CN1951997A - 电场可编程薄膜和基于该电场可编程薄膜的存储器件 - Google Patents

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E·A·钱德罗斯
C·卡特勒
E·C·戈里尔
C·R·斯兹曼达
C·Q·特鲁翁
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Abstract

揭示了一种电场可编程薄膜组合物，该组合物包含粘合剂以及(a)电子供体和电子受体，其中满足以下至少一种条件：(i)电子供体的浓度＜0.05重量％，(ii)电子受体的浓度＜0.05重量％，或者(b)电子供体和电子受体，其中电子供体和/或电子受体与粘合剂化学结合。还揭示了在基片上制造电场可编程薄膜的方法。还揭示了存储器件，所述存储器件包括电场可编程薄膜。

Description

电场可编程薄膜和基于该电场可编程薄膜的存储器件
技术领域
本发明涉及电场可编程薄膜组合物，基于该组合物的存储器件和包括所述器件的机械。
背景技术
目前电子存储和开关器件是由晶体硅之类的无机材料制成的。尽管这些器件在技术上和商业上获得了成功，但是它们具有大量的缺点，包括结构复杂和高制造成本。对于易失性半导体存储器件，必须恒定地为电路提供电流以保留储存的信息。这导致生热和高能耗。非易失性半导体器件可以避免该问题，但是由于其电路设计更高的复杂性会降低数据存储能力，这种复杂性还会导致提高制造成本。
替代性的电子存储器件和开关器件使用双稳态元件，这种元件能够通过向器件施加电流或其他种类的输入，在高阻抗态和低阻抗态之间转换。有机和无机薄膜半导体材料可用于电子存储器件和开关器件，例如用于无定形硫属化物半导体有机电荷转移配合物的无粘合剂薄膜，例如铜-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(Cu-TCNQ)薄膜，和有机基质中的某些无机氧化物。有人建议用这些材料作为非易失性存储器潜在的替代品。
已经使用各种双稳态材料在网格交叉点形成了一些易失性和非易失性存储元件。然而，许多目前已知的双稳态膜是通过蒸发法制造的非均质多层复合结构，这种方法昂贵而难以控制。另外，这些双稳态膜无法用来制造从保形到平面的形态的膜。使用聚合物基质和颗粒物质制造的双稳态膜通常是不均匀的，因此不适合用来制造亚微米和纳米规格的电子存储器件和开关器件。还可通过标准工业方法可控地制造其他双稳态膜，但是其操作需要在网格交叉点进行高温熔融和退火。这些膜通常具有热量管理方面的问题，能耗要求高，而且“导电”和“非导电”状态之间的差异程度很小。另外，由于这些膜在高温下操作，难以设计能够进行高密度存储的层叠器件结构。
因此，在本领域中仍然需要改进的电场可编程薄膜。
发明内容
在本发明一个方面中，提供了一种电场可编程薄膜组合物，该组合物包含选自制剂A和制剂B的一种制剂；其中，制剂A包含粘合剂、电子供体以及电子受体；其中，所述电子供体和电子受体中的至少一种与粘合剂化学键合；其中制剂B包含粘合剂、电子供体和电子受体；其中，制剂B含有少于0.05重量％的、电子供体和电子受体中的至少一种。
在本发明另一个方面中，提供了一种制备电场可编程薄膜的方法，该方法包括在基片上沉积本发明的电场可编程薄膜组合物。
在本发明另一个方面中，提供了一种包括本发明电场可编程薄膜的存储器件。
在本发明另一个方面中，提供了一种包括本发明存储器件的机器。
具体实施方式
在本文和所附的权利要求书中，术语″化学结合″包括共价结合，离子结合和氢键结合。
在本文和所附的权利要求书中，术语″衍生物″表示一种电子供体或电子受体，其包括所述电子供体或电子受体的化学改性物和类似物，例如异构体、化学取代物、以及电子供体或电子受体与粘合剂化学结合或者电子供体或电子受体作为单体单元结合入粘合剂中的情况。
在一些实施方式中，粘合剂的介电常数为2-1000。
在一些实施方式中，粘合剂具有足够的耐化学腐蚀性和耐热性，足以耐受包括沉积金属、蚀刻阻挡层、籽晶层、金属前体、光刻胶和抗反射涂层的加工。
在一些实施方式中，粘合剂使“闭”态的电场可编程薄膜具有低的电导率，允许足够高的电子供体和电子受体浓度，使得在“开”态具有足够高的电导率，从而使得“闭”态和“开”态之间的差别很容易分辨。在这些实施方式的一些方面中，粘合剂的电导率约等于或小于10-10欧姆-1厘米-1。在这些实施方式的一些方面中，粘合剂所提供的“开”态和“闭”态的电流之比≥5，或者≥100，或者≥500。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂可包括例如低聚物、聚合物、离子交联聚合物、枝状聚合物(dendrimer)；共聚物(例如嵌段共聚物，无规共聚物，接枝共聚物，星形共聚物)；无机化合物、部分无机化合物及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂可与所述电子供体和/或电子受体中的一种或两种化学结合或共价结合。在这些实施方式的一些方面中，所述电子供体和/或电子受体可与所述粘合剂的至少一部分化学结合。在这些实施方式的一些方面中，所述电子供体和/或电子受体可与所述粘合剂的至少一部分共价结合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂可选自包括以下的聚合物，例如聚缩醛类，聚丙烯酸类，聚碳酸酯类，聚苯乙烯类，聚酯类，聚酰胺类，聚酰胺酰亚胺类，聚丙烯酸酯类，聚芳砜类，聚醚砜类，聚苯硫醚类，聚砜类，聚酰亚胺类，聚醚酰亚胺类，聚四氟乙烯类，聚醚酮类，聚醚醚酮类，聚醚酮酮类，聚苯并噁唑类，聚噁二唑类，聚苯并噻嗪吩噻嗪类，聚苯并噻唑类，聚吡嗪并喹喔啉类，聚-1，2，4，5-苯四酰亚胺类，聚喹喔啉类，聚苯并咪唑类，聚羟吲哚类，聚氧代异二氢吲哚类，聚二氧代异二氢吲哚类，聚三嗪类，聚哒嗪类，聚哌嗪类，聚吡啶类，聚哌啶类，聚三唑类，聚吡唑类，聚碳硼烷类，聚氧杂二环壬烷类，聚氧芴类，聚-2-苯并[c]呋喃酮类，聚缩醛类，聚酐类，聚乙烯醚类，聚乙烯硫醚类，聚乙烯醇类，聚乙烯酮类，聚卤乙烯类，聚乙烯腈类，聚乙烯酯类，多磺酸盐类，多硫化物类，聚硫酯类，聚砜类，聚磺酰胺类，聚脲类，聚  腈类，聚硅氮烷类，聚硅氧烷类，及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂选自以下共聚物：例如共聚酯碳酸酯类，丙烯腈丁二烯苯乙烯，苯乙烯丙烯腈，聚酰亚胺-聚硅氧烷，聚酯-聚醚酰亚胺，聚甲基丙烯酸甲酯-聚硅氧烷，聚氨酯-聚硅氧烷及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂可选自聚合物的混合物。在这些实施方式的一些方面中，所述聚合物可以是可交联的。在这些实施方式的一些方面中，所述粘合剂包含至少两种聚合物，所述至少两种聚合物中的一种与电子供体和/或电子受体化学结合，或共价结合，所述至少两种聚合物中的一种既未与电子供体化学结合或共价结合，也未与电子受体化学结合或共价结合。在这些实施方式的一些方面中，所述粘合剂包含至少两种聚合物，所述至少两种聚合物中的一种与电子供体化学结合或共价结合，所述至少两种聚合物中的另一种与电子受体化学结合或共价结合。可使用这些聚合物的混合物对电场可编程薄膜的性质进行微调。例如，可使用所述聚合物混合物平衡特定电场可编程薄膜组合物中的载荷子密度。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂是聚合物的混合物。在这些实施方式的一些方面中，所述粘合剂选自以下聚合物的混合物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙，聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚氯乙烯，聚苯醚/聚苯乙烯，聚苯醚/尼龙，聚砜/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚碳酸酯/热塑性氨基甲酸乙酯，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二酯，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二酯，热塑性弹性体合金类，尼龙/高弹体类，聚酯/高弹体类，聚对苯二甲酸乙二酯/聚对苯二甲酸丁二酯，缩醛/高弹体，苯乙烯-马来酸酐/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚醚醚酮/聚醚砜，聚乙烯/尼龙，聚乙烯/聚缩醛，及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂是无机或部分无机的材料。在这些实施方式的一些方面中，所述粘合剂可包含硅氧烷、硅倍半氧烷及其组合。
在本发明一些实施方式中，对粘合剂进行官能化，以促近其以下性质中的至少一种性质：交联，与电子供体的化学结合，与电子受体的化学结合，与电子供体的共价结合，以及与电子受体的共价结合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂是数均分子量为500-1,000,000克/摩尔；或者3,000-500,000克/摩尔；或者5,000-100,000克/摩尔；或者10,000-30,000克/摩尔的聚合物或聚合物的组合。
在本发明一些实施方式中，所述粘合剂可以是交联的。在这些实施方式的一些方面中，通过在与粘合剂主链化学结合或共价结合的官能团处的反应发生交联。在这些实施方式的一些方面中，可通过非共价结合发生交联。在这些实施方式的一些方面中，使用选自硅烷，烯键式不饱和树脂，氨基塑料树脂，酚类物质，酚醛树脂，环氧树脂及其组合的交联剂使粘合剂交联。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物包含交联剂。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物包含0.01-20重量％，或者0.1-15重量％，或者0.5-10重量％，或者1-7重量％的交联剂(以固体总量为基准计)。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物包含任选的酸和/或生酸剂(acid generator)。在电场可编程薄膜组合物的固化过程中，加入酸和/或生酸剂可以催化或促进粘合剂的交联。在这些实施方式的一些方面中，酸可选自芳族磺酸(例如甲苯磺酸，苯磺酸，对十二烷基苯磺酸)；氟化烷基或芳族磺酸(例如，邻三氟甲基苯磺酸，三氟甲磺酸(triflic acid)，全氟丁磺酸，全氟辛磺酸)；及其组合。在这些实施方式的一些方面中，所述生酸剂可以是选自2，4，4，6-四溴环己二烯酮；苯偶姻甲苯磺酸酯；甲苯磺酸-2-硝基苄酯；甲苯磺酸-4-硝基苄酯；及其组合的热致生酸剂。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物可包含0.01-10重量％，或者0.1-8重量％，或者0.5-5重量％，或者1-3重量％的生酸剂(以固体总量为基准计)。
在本发明一些实施方式中，所述电子供体可选自例如蒽；四硫富瓦烯；4，4′，5-三甲基四硫富瓦烯；双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯；对苯二胺；咔唑；取代咔唑(例如，N-乙烯基咔唑)；四硫代并四苯；六甲基苯；四甲基四硒基富瓦烯；1，6-亚己基四硒基富瓦烯；8-羟基喹啉；苯基偶氮间苯二酚(phenylazorecorcinol)和类似的偶氮染料；N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基联苯胺；吩噻嗪；取代的吩噻嗪(例如N-乙烯基吩噻嗪)；芘；苊；吖啶；苯并菲；酞菁；2-氨基-1H-咪唑-4，5-二腈(AIDCN)；取代的AIDCN(例如N-乙烯基AIDCN)；其衍生物；及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述电子供体可以是与粘合剂化学结合的电子供体衍生物(在下文和权利要求书中表示为″电子供体衍生物-粘合剂″)。在这些实施方式的一些方面中，所述电子供体衍生物-粘合剂可选自例如甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物；甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物；甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物；甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物；甲基丙烯酸-9-蒽甲酯；甲基丙烯酸喹啉-8-酯；及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述电子受体可选自例如五氟苯胺；酞菁；全氟酞菁；四苯基卟吩；2-(9-二氰基亚甲基-螺[5.5]十一碳-3-亚基)-丙二腈；4-苯偶氮基-苯-1，3-二醇；4-(吡啶-2-基偶氮)-苯-1，3-二醇；苯并[1，2，5]噻二唑-4，7-二腈；四氰基喹啉并二甲烷；喹啉；氯代10-(3-二甲基丙基)吩噻嗪；富勒烯C60(例如，BuckminsterfullereneC60)；富勒烯C70(例如BuckminsterfullereneC70)；苝-3，4：9，10-四羧酸二酰亚胺；三硝基苯；2-(3-硝基-亚苄基)-丙二腈；六氰基丁二烯；酸酐；其衍生物和组合。在这些实施方式的一些方面中，所述电子受体可选自富勒烯C60；富勒烯C70；其衍生物；及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述电子受体选自例如酸酐类，二酸酐类，酰亚胺类和二酰亚胺类(例如，邻苯二甲酸的这些化合物，特别是在环上具有4个卤原子的；均苯四酸二酐；萘四羧酸二酐(NTCDA)；苝四羧酸二酐(PTCDA))；苯醌(例如四卤代和四氰基衍生物)；萘醌；蒽醌；氰基化合物(例如，四氰基乙烯(TCNE)，TCNQ，AIDCN)；包含至少三个硝基的硝基化合物(例如，苯，萘，三硝基芴酮，硝化的二氧化硫芴，硝化的苯基砜)；聚砜(例如1，4-双(苯磺酰基)苯)；紫精(viologen)；紫精盐；1，3，5-三嗪(例如其卤素和氰基衍生物)；α-二酮(例如二氢茚三酮)；硫；其衍生物；及其组合。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物包含＜1重量％；或者＜0.5重量％；或者≤0.4重量％；或者≤0.3重量％；或者≤0.25重量％；或者≤0.2重量％；或者≤0.1重量％；或者≤0.09重量％；或者≤0.075重量％；或者≤0.05重量％的电子供体(以固体总量为基准计)。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物包含＜1重量％；或者＜0.5重量％；或者≤0.4重量％；或者≤0.3重量％；或者≤0.25重量％；或者≤0.2重量％；或者≤0.1重量％；或者≤0.09重量％；或者≤0.075重量％；或者≤0.05重量％的电子受体(以固体总量为基准计)。
在本发明一些实施方式中，所述电子供体或者电子受体可以是相对过量的。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物中电子供体的浓度高于电子受体的浓度。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度高于电子供体的浓度。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物中电子供体的浓度为10-250毫摩尔/百克；或者50-200毫摩尔/百克；或者120-200毫摩尔/百克；或者50-150毫摩尔/百克；所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度为1-300微摩尔/百克；或者10-200微摩尔/百克；或者10-150微摩尔/百克；或者25-125微摩尔/百克；或者25-100微摩尔/百克；或者25-75微摩尔/百克。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度为10-250毫摩尔/百克；或者50-200毫摩尔/百克；或者120-200毫摩尔/百克；或者50-150毫摩尔/百克；所述电场可编程薄膜组合物中电子供体的浓度为1-300微摩尔/百克；或者10-200微摩尔/百克；或者10-150微摩尔/百克；或者25-125微摩尔/百克；或者25-100微摩尔/百克；或者25-75微摩尔/百克。术语“百克”表示100克。选择电子供体过量还是选择电子受体过量，取决于具体使用的电子受体和电子供体，还取决于所需的电流方向。不希望被理论所束缚，人们认为，例如如果蒽是电子供体，富勒烯是电子受体，而且电子供体相对于电子受体是过量的，则主要的载荷子将是空穴，这些空穴单独地由带正电荷的蒽基向中性的蒽基移动。相反的，人们认为，如果电子受体是四氰基喹啉并二甲烷(tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)，电子供体是吩噻嗪，而且电子受体是相对过量的，则主要的载荷子将是电子，电子从吩噻嗪向少量的TCNQ基团迁移，单独地从带负电荷的TCNQ基团向中性TCNQ基团移动。
在本发明一些实施方式中，所述电子受体选自电子亲合势大于0.8eV，或者大于1.2eV的分子或衍生物。最佳电子受体的选择受到其电离电势的影响。在本发明的一些实施方式中，可使用一种以上的电子受体。在这些实施方式的一些方面中，使用一种以上的电子受体可以降低阈电压和/或促进优选的性质，例如多开关电势(即每个单元有多位)。
在本发明一些实施方式中，电子供体选自电离电势小于8.5eV；或者小于8.0eV的分子或衍生物。最佳电子供体的选择受到其电离电势的影响。在本发明的一些实施方式中，可使用一种以上的电子供体。在这些实施方式的一些方面中，使用一种以上的电子供体可以降低阈电压和/或促进优选的性质，例如多开关电势(即每个单元有多位)。
应当注意一些分子或衍生物的电子亲合势和电离势使得根据电场可编程薄膜组合物的其它组分的选择，它们既可用作电子供体，也可用作电子受体(例如酞菁)。不希望被理论所束缚，在比较两种分子或衍生物时，通常认为具有最低电离势的分子或衍生物是电子供体，认为具有最高电离势的分子或衍生物是电子受体。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物还可包含任选的供体-受体配合物，以此来调节膜的性质，例如，膜的“开”和“闭”阈电压，“开”态电流和/或“闭”态电流。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物包含0.05-5重量％，或者0.5-4重量％，或者1-3.5重量％，或者1.5-3重量％的任选供体-受体配合物。在这些实施方式的一些方面中，所述电场可编程薄膜组合物包含选自以下的任选供体-受体配合物：例如四硫富瓦烯--四氰基喹啉并二甲烷；1，6-亚己基四硫富瓦烯--四氰基喹啉并二甲烷；四硒基富瓦烯--四氰基喹啉并二甲烷；1，6-亚己基四硒基富瓦烯--四氰基喹啉并二甲烷；甲基咔唑--四氰基喹啉并二甲烷；四甲基四硒基富瓦烯--四氰基喹啉并二甲烷；二茂铁--四氰基喹啉并二甲烷；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺，或六甲基苯)--四氰基喹啉并二甲烷；(四硫富瓦烯，1，6-亚己基四硫富瓦烯，四硒基富瓦烯，1，6-亚己基四硒基富瓦烯，或四甲基四硒基富瓦烯)--N-烷基咔唑(C1-C10，线性的或支链的)；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺，或六甲基苯)--BuckminsterfullereneC60；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺，或六甲基苯)--BuckminsterfullereneC70；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺，或六甲基苯)--四氰基苯；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺或六甲基苯)--四氰基乙烯；(四硫代并四苯，四甲基-对苯二胺，或六甲基苯)--对氯醌；及其组合。
在本发明一些实施方式中，以供体-受体配合物的形式提供电子供体和电子受体，或者所提供的电子供体和电子受体在加入粘合剂时会在原位形成供体-受体配合物。电子供体和电子受体原位形成供体-受体配合物的程度可取决于质量作用定律。或者在本发明的一些实施方式中，供体-受体配合物在加入粘合剂时发生原位歧化，生成非离子化的电子供体和电子受体。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜组合物任选包含加工助剂，包括例如表面活性剂，脱模剂，促进剂，抗氧化剂，热稳定剂，抗臭氧剂，填料和纤维。
可通过许多种不同的常规方法制造电场可编程薄膜。例如在一种制膜方法中，可以将本发明的电场可编程薄膜组合物沉积在基片上。然后可对沉积的膜组合物进行干燥和/或固化以形成电场可编程薄膜。或者可以在任选的溶剂的存在条件下浇注电场可编程薄膜组合物。然后可由溶液浇注电场可编程薄膜并蒸发溶剂。一些浇注膜的方法包括例如旋涂、喷涂、静电喷涂、浸涂、刮涂和狭缝涂敷。或者可通过包括注塑法、真空成形、吹塑和压塑的方法制造电场可编程薄膜。
适用于本发明的基片包括例如半导体基片(例如掺杂的硅晶片)和导电基片(例如铝、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、锡、锗、铅及其合金)。在本发明一些实施方式中，可在基片上形成图案。
在本发明一些实施方式中，根据将要结合所述电场可编程薄膜的器件的要求，所述电场可编程薄膜的厚度为5-5000纳米。通常在膜厚度中编程电压(programming voltage)是线性的。在这些实施方式的一些方面中，当把所述电场可编程薄膜结合入需要编程电压大小约低于10伏的器件中时，所述电场可编程薄膜的膜厚度(任选地固化之后)约为10-100纳米。在这些实施方式的一些方面中，当把所述电场可编程薄膜结合入需要编程电压大小约低于5伏的器件中时，所述电场可编程薄膜的膜厚度(任选地固化之后)为5-50纳米。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜可用于交叉点阵列。当这种膜被用于交叉点阵列时，电极与电场可编程薄膜可以是电耦合的。所述交叉点阵列宜包括电耦合元件。电耦合元件可提供欧姆接触，通过导电插头的接触，电容接触，通过插入隧道结的接触，或通过插入二极管或晶体管之类的绝缘器件的接触，或通过其他电器件的接触。
由电场可编程薄膜组合物制得的电场可编程薄膜可用于电子存储器件和开关器件或数据存储器件中。所述器件可包括单层膜或多层膜。包括多层膜的器件通常称为层叠器件。
在本发明一些实施方式中，所述电场可编程薄膜可用作存储大量数据的介质，在此实施方式的一个方面中，所述电场可编程薄膜的厚度为5-500纳米；或者10-200纳米；或者10-100纳米。在此实施方式的一些方面中，膜可置于导电基片或半导体基片上。
在存储器或数据存储模式中，对存储单元的编程、读取和擦除可通过以下过程进行：对存储单元施加高于阈电压的电压，将其置于“开”条件，对存储单元施加亚阈电压来读取该单元，以确定其是“开”状态或“闭”状态，以及对存储单元施加足够负的电压，以“关闭”该存储单元。
在本发明一些实施方式中，根据需要通过施加合适电平的电压脉冲序列对存储单元进行读取、写入和擦除来存储数据。在这些实施方式的一些方面中，可施加大约0.5V至12V的电压进行写入，施加大约0.2-10伏的电压进行读取，施加大约-0.5V至-12V的电压来擦除存储单元。或者可施加大约0.5V至5V的电压进行写入，施加大约0.2-4伏的电压进行读取，施加大约-0.5V至-5V的电压来擦除存储单元。本领域技术人员将会立刻意识到读取时所施加的电压必须低于写入电压，以免发生“读取干扰”，或者存储单元的非故意重写。脉冲的持续时间可为0.5-10,000纳秒，或者2-100纳秒，或者1-50纳秒。
在本发明一些实施方式中，可以通过施加具有足够振幅的一系列电压脉冲、交流电(AC)、直流电(DC)、或DC偏置的AC电信号使本发明的电场可编程薄膜成为导电态或开态，从而存储数据。在这些实施方式的一些方面中，所述电信号可为-10V至10V，使用例如扫描探针显微镜中所用的导电接点来施加该电信号。在这些实施方式的一些方面中，AC信号可为0.5kHz至100MHz；或者10kHz至1MHz。可通过接点以接触模式或非接触模式施加电场，在电场可编程薄膜中形成直径约为0.5-500纳米；或者约0.5-50纳米的导电域。可以通过扫描力显微镜接点，使用大约-10V至10V的AC，DC或DC偏置的AC信号，以接触形式或非接触形式，通过控制电流、阻抗、电压降、电容、流出相移动或上述任意组合来读取所述导电域。另外，可以通过光学手段，或者光学手段与一种或多种上述电信号的组合对所述电场可编程薄膜进行写入、擦除或读取。根据所需的用途，可将导电域的尺寸最优化。例如，能够用扫描探针显微镜接点读取的域的直径可约为1-100纳米，可以用例如CD播放器中的激光探针读取的域的直径可约为100-500纳米。通过这种方式，电场可编程薄膜可以以一定的形式编程，在此形式中至少一个电极未被固定在相对于电场可编程薄膜表面的固定位置上。在专利申请第WO 02/077986号中描述了以此方式存储信息的设备的例子。
在以下实施例中将详细描述本发明的一些实施方式
实施例
实施例1
甲基丙烯酸-9-蒽甲酯的制备
在2升的三颈圆底烧瓶上安装冷凝器、滴液漏斗、机械搅拌器和进气管。然后在此烧瓶内加入9-蒽甲醇(48.9克，0.235摩尔)用氮气吹扫10分钟。然后在搅拌下向烧瓶内加入无水四氢呋喃(300毫升)、吡啶(33毫升)和三乙胺(50毫升)。所得溶液在搅拌下冷却至0℃。使用注射器向滴液漏斗中加入甲基丙烯酰氯(工业级，37.5毫升，40.1克，0.345摩尔)，然后在剧烈搅拌下在1小时内将其缓慢地由滴液漏斗逐滴加入烧瓶内。生成棕色沉淀，搅拌生成胶状物质，对该胶状物质周期性地搅拌进行扰动。该反应在0℃保持2小时，然后在一个夜晚的期间内使其逐渐升温至室温。然后用水(400毫升)使反应猝灭。向此烧瓶内加入乙醚(300毫升)，在2升的分液漏斗中分离相。有机相依次用20％的含水盐酸(HCl)(400毫升)、碳酸氢钠(NaHCO3)饱和水溶液(800毫升)和氯化钠(NaCl)饱和水溶液(400毫升)洗涤。然后用硫酸钠(Na2SO4)干燥有机相，过滤，然后真空除去溶剂。所得的粗产物分成两份用甲醇(MeOH)(400毫升)重结晶。
实施例2
甲基丙烯酸喹啉-8-酯的制备
依照以实施例1所述相同的方法制备甲基丙烯酸喹啉-8-酯，其不同之处在于用8-羟基喹啉(34.1克，0.235摩尔)代替9-蒽甲醇。
实施例3
甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物的制备
在500毫升的3颈圆底烧瓶上安装冷凝器和进气管，用氮气吹扫15分钟。然后在搅拌下向此烧瓶内加入脱气的四氢呋喃(THF)(120毫升)，甲基丙烯酸-9-蒽甲酯(ANTMA)(10.0克，36.2毫摩尔)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)(9.3毫升，10.0克，76.8毫摩尔)。然后在搅拌下向此混合物中加入1，1′-偶氮双-(环己烷腈)(购自Du Pont，其商品名为VAZO88)(0.57克，2.33毫摩尔，2.85％(重量/重量))。然后将烧瓶内的物质加热至回流。回流24小时后，加入另一部分1，1′-偶氮双-(环己烷腈)(0.89克，3.64毫摩尔，4.45％(重量/重量))。然后使烧瓶内的物质再回流24小时。然后将烧瓶内的物质冷却至室温。然后将烧瓶内的物质倒入500毫升己烷/乙醚溶液(包含20体积％己烷的乙醚)使聚合物沉淀。抽滤收集固体聚合物，然后真空干燥，制得19.5克(98％)絮状白色固体。
实施例4
甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物的制备
依照与实施例3所述相同的方法制备甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物，其不同之处在于使用甲基丙烯酸喹啉-8-酯(7.71克，36.2毫摩尔)代替甲基丙烯酸-9-蒽甲酯。
实施例5
甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅
烷基)丙酯三元共聚物的制备
在500毫升的圆底侧臂烧瓶(“反应物储存器”)中加入丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(117.5克)，甲基丙烯酸-9-蒽甲酯(46.0克，166毫摩尔)，甲基丙烯酸-2-羟乙酯(6.82克，52.4毫摩尔)，甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(22.2克，89.4毫摩尔)和过氧化新戊酸叔戊酯(7.5克，39.8毫摩尔)。在烧瓶上盖上橡胶隔片盖。将与电子控制的泵相连的出口管插过该隔片盖。在具有底阀的1升的三颈烧瓶(“反应容器”)上安装加热罩、可调自耦变压器、Friedrich冷凝器、机械搅拌器、Claisen头、热探针(与功率控制器相连的热电偶)和氮气进口。在此反应容器内加入PGMEA(大约275克)。然后将反应容器的温度升至85℃使其平衡。使用电子控制泵(由SciLog制造)以大约1.69毫升/分钟的反应物速率将反应物存储器加入反应容器中，流速预先用PGMEA校准，使得反应物总加入时间约为120分钟。反应物加完之后，保持85℃将反应容器内的物质搅拌30分钟，然后再以大约1.14毫升/分钟的速率向反应容器中加入经过脱气的过氧化新戊酸叔戊酯(7.5克，27.5毫摩尔)和PGMEA(25克)，在此过程中通过搅拌使反应容器内的物质保持在85℃。经过脱气的过氧化新戊酸叔戊酯和PGMEA加完后，反应容器内的物质在85℃下再搅拌1小时，然后将反应容器内的物质冷却至室温并移入合适的容器中。
实施例6
甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物的制备
使用与实施例5所述相同的方法制备甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物，其不同之处在于用甲基丙烯酸喹啉-8-酯(35.4克，166毫摩尔)代替甲基丙烯酸-9-蒽甲酯，反应物加入速率约为1.60毫升/分钟，使得总加入时间为120分钟。
实施例7
甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯三元共聚物的制备
使用残余真空将THF(249千克)加入100加仑(约380升)的反应器中。将甲基丙烯酸-9-蒽甲酯(ANTMA)(21.05千克)加入反应器中与THF混合直至溶解。将预先称取的量的甲基丙烯酸甲酯(MMA)(16.00千克)，甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)(12.5千克)和偶氮二异丁腈(商品名为″VAZO64″的AIBN)(200克)加入反应器中。该反应混合物在真空下搅拌，用氮气吹扫三次以除去溶解的氧气。在最后一次氮气吹扫之后，将反应器内的物质加热至66℃。反应器内的物质在66℃和常压下保持30小时。然后将反应器内的物质冷却至室温，然后通过喷嘴分几次移入含甲基叔丁基醚(MTBE)的沉淀容器中形成浆液。使用装有10微米的波利普罗滤袋的48英寸(约122厘米)的Hastelloy Buchner滤斗过滤该浆液。用另外的MTBE洗涤湿的滤饼。在布氏漏斗上的滤饼上放置挡板，使空气通过滤饼以除去MTBE和干燥滤饼。打碎滤饼并真空干燥以制得产物三元共聚物。
实施例8
甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯三元共聚物的预示性制备
使用与实施例5所述相同的方法制备甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯三元共聚物，其不同之处在于使用等摩尔量的甲基丙烯酸喹啉-8-酯(16.23千克)代替甲基丙烯酸-9-蒽甲酯。
实施例9
N-乙烯基-吩噻嗪(NVP)/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯三元共聚物的预示性制备
使用与实施例7所述相同的方法制备N-乙烯基-吩噻嗪(NVP)/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯三元共聚物，其不同之处在于用等摩尔量的N-乙烯基-吩噻嗪(17.16千克)代替甲基丙烯酸-9-蒽甲酯。N-乙烯基-吩噻嗪可以用Reppe等在德国专利第DE 946,542号(1956)中所述的方法合成。
实施例10
预示性制剂
在搅拌下在容器中混合以下组分来制备制剂：活性聚合物：实施例3制得的甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物(10克)；电子受体：C60，Buckminsterfullerene(2.16毫克，30微摩尔/百克固体)；溶剂：50/50(重量/重量)的甲氧基苯和2-庚酮的混合物(240克)。容器中的物质用实验室用辊搅拌过夜以溶解这些组分。然后将容器内的物质置于超声波浴上超声处理10分钟，通过0.2微米的薄膜过滤器过滤以收集产物制剂。
实施例11
预示性测试用存储单元
可以以大约500-4000rpm的转速、通常为大约2500rpm的转速将实施例10的制剂旋涂在直径为100毫米、电阻率约为0.0001-0.1欧姆/厘米的p-型硅晶片上来制造测试用存储单元。然后在加热板上在250℃烘焙涂敷的硅晶片60秒，制得厚度约为20-100纳米的膜。膜的平均厚度应约为50纳米。然后可通过掩模在大约10-6至5×10-5托(1.33×10-3至6.65×10-2帕斯卡)的压力下在电场可编程薄膜顶部热蒸发直径约0.5毫米，厚度约45纳米的铝点。可使用Keithley 2400源表，以硅晶片作为接地，以铝电极作为工作电极测量电流-电压性质。整个测量可用Visual Basic(微软公司)编写的软件控制，程序控制扫描范围是0.0V至大约10.0V，10.0V至0.0V和0.0V至-10.0V和-10.0V至0.0伏，电压的上下限是可调的。可调节电压范围以免在正压和负压扫描过程中存储单元过载。闭态的电流通常可约等于或小于10微安，开态的电流通常可约等于或大于100微安。
实施例12
存储组合物的预示性制备
通过将以下组分溶解在一起制备存储组合物：
活性聚合物：实施例3的聚合物(1.0克)；电子受体：购自Aldrich Chemical Co.的C60Buckminsterfullerene(0.144毫克，20微摩尔/百克)；溶剂：50/50(重量/重量)的甲氧基苯和2-庚酮的混合物(24克)。溶解之后，用孔径0.2微米的聚丙烯过滤器过滤该溶液。该存储组合物可通过实施例11中所述的步骤制备和测试。
实施例13
可交联存储组合物的预示性制备
通过将以下组分溶解在一起制备可交联存储组合物：活性聚合物：实施例3的聚合物(0.884克)；交联剂：购自Cytec Industries的Powderlink 1174glycouryl交联剂(0.111克)；催化剂：购自Aldrich Chemical Co.的一水合对甲苯磺酸(PTSA)(0.005克)；电子受体：购自Aldrich Chemical Co.的C60Buckminsterfullerene(0.144毫克，20微摩尔/百克)；溶剂：50/50(重量/重量)的甲氧基苯和2-庚酮的混合物(24克)。溶解之后，用孔径0.2微米的聚丙烯过滤器过滤该溶液。可使用实施例11所述的步骤制备和测试存储组合物。
实施例14
存储组合物的预示性制备
通过将以下组分溶解在一起制备存储组合物：活性聚合物：实施例3的聚合物(0.25克)；稀释剂：购自Meiwa Plastic Industries，Ube City，Yamaguchi，755-0067 Japan的酚醛清漆树脂(0.75克)，该树脂的组成为30％间甲酚和70％对甲酚；电子受体：购自Aldrich Chemical Co.的C60Buckminsterfullerene(0.144毫克，20微摩尔/百克)；溶剂：50/50(重量/重量)的甲氧基苯和2-庚酮的混合物(24克)。溶解之后，使用孔径为0.2微米的聚丙烯过滤器过滤该溶液。可使用实施例11的步骤制备和测试存储组合物。
实施例15
可交联存储组合物的预示性制备
通过将以下组分溶解在一起制备可交联存储组合物：活性聚合物：实施例3的聚合物(0.221克)；稀释剂：购自Meiwa Plastic Industries，Ube City，Yamaguchi，755-0067 Japan的酚醛清漆树脂(0.663克)，该树脂的组成为30％间甲酚和70％对甲酚；交联剂：购自Cytec Industries的Powderlink 1174glycouryl交联剂(0.111克)；催化剂：购自Aldrich Chemical Co.的一水合对甲苯磺酸(0.005克)；电子受体：购自Aldrich Chemical Co.的C60Buckminsterfullerene(0.144毫克，20微克/百克)；溶剂：50/50(重量/重量)的甲氧基苯和2-庚酮的混合物(24克)。溶解之后，使用孔径为0.2微米的聚丙烯过滤器过滤该溶液。可使用实施例11的步骤制备和测试存储组合物。
实施例16-73
存储组合物的制备
使用表2所述的实施例中所述的步骤在预示性实施例16-23，26-45，48-50，52-70和72中制备存储组合物，其不同之处在于加到一起用来制备所述存储组合物的材料种类和量用下表2所述的材料和量代替。使用表2所述的实施例中所述的步骤在实施例24-25，46-47，51，71和73中制备存储组合物，其不同之处在于加到一起用来制备所述存储组合物的材料种类和量用下表2所述的材料和量代替。电子受体的加入量以微摩尔/百克固体总量表示。
在表1中列出了下表2所列原料的标识，化学名称和商业来源
表1
表2中的标识 一般化学名称 商品名 来源
酚醛清漆 30％间甲酚和70％对甲酚 酚醛清漆 Meiwa PlasticIndustries
TCNQ 7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷 TCNQ Aldrich
PDL 高度单体的，大部分为四甲氧基甲基glucoluril交联剂 Powderlink_1174 PowderCoating Resin Cytec Industries
PTSA 一水合对甲苯磺酸 PTSA Aldrich
DXP N，N′-双(2，6-二甲基苯基)苝-3，4，9，10-四羧酸二酰亚胺 DXP Aldrich
F-C60 富勒烯-C60 BuckminsterfullereneC60 Aldrich
F-C70 富勒烯-C70 BuckminsterfullereneC70 Aldrich
表2
实施例 与以下实施例相同 活性聚合物：(产物) 稀释剂 电子受体 X-交联剂 催化剂
16 12 实施例3(1.0克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
17 13 实施例3(0.884克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
18 14 实施例3(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
19 15 实施例3(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
20 12 实施例4(1.0克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
21 13 实施例4(0.884克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
22 14 实施例4(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
23 15 实施例4(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
24 12 实施例5(1.0克) - F-C60(2.16毫克，30微摩尔/百克固体) - -
25 14 实施例5(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C60(2.16毫克，30微摩尔/百克固体) - -
26 12 实施例5(1.0克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
27 14 实施例5(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
28 12 实施例6(1.0克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
表2，续
29 14 实施例6(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
30 12 实施例6(1.0克) - F-C60(2.16毫克，30微摩尔/百克固体) - -
31 14 实施例6(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C60(2.16毫克，30微摩尔/百克固体) - -
32 12 实施例6(1.0克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
33 14 实施例6(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
34 12 实施例6(1.0克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
35 14 实施例6(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
36 12 实施例7(1.0克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
37 13 实施例7(0.884克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
38 14 实施例7(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
39 15 实施例7(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
40 12 实施例7(1.0克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
41 13 实施例7(0.884克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
42 14 实施例7(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
43 15 实施例7(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
44 12 实施例7(1.0克) - F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) - -
45 13 实施例7(0.884克) - F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
46 14 实施例7(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) - -
47 15 实施例7(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
48 12 实施例7(1.0克) - F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) - -
49 13 实施例7(0.884克) - F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)-
50 14 实施例7(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) - -
51 15 实施例7(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
52 12 实施例8(1.0克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
53 13 实施例8(0.884克) - TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
表2，续
54 14 实施例8(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) - -
55 15 实施例8(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) TCNQ(0.0613毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
56 12 实施例8(1.0克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
57 13 实施例8(0.884克) - DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
58 14 实施例8(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) - -
59 15 实施例8(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) DXP(0.18毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
60 12 实施例8(1.0克) - F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) - -
61 13 实施例8(0.884克) - F-C60(0.144毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
62 14 实施例8(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C60(0 144毫克，20微摩尔/百克固体) - -
63 15 实施例8(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) F-C60(0 144毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
64 12 实施例8(1.0克) - F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) - -
65 13 实施例8(0.884克) - F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
66 14 实施例8(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) - -
67 15 实施例8(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) F-C70(0.168毫克，20微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
68 12 实施例7(1.0克) - F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) - -
69 13 实施例7(0.884克) - F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
70 14 实施例7(0.25克) 酚醛清漆(0.75克) F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) - -
71 15 实施例7(0.221克) 酚醛清漆(0.663克) F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)
72 14 实施例7(0.5克) 酚醛清漆(0 5克) F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) - -
73 15 实施例7(0.442克) 酚醛清漆(0.442克) F-C60(0.216毫克，30微摩尔/百克固体) PDL(0.111克) PTSA(0.005克)

Claims (13)

1.一种电场可编程薄膜组合物，该组合物包含选自制剂A和制剂B的制剂；
其中，制剂A包含粘合剂、电子供体以及电子受体；其中，所述电子供体和电子受体中的至少一种与粘合剂化学结合；
其中，制剂B包含粘合剂、电子供体和电子受体；其中，制剂B含有少于0.05重量％的电子供体和电子受体中的至少一种。
2.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，至少一些电子供体和至少一些电子受体形成供体-受体配合物。
3.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电场可编程薄膜还包含供体-受体配合物。
4.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电子供体是与粘合剂化学结合的电子供体衍生物(″电子供体衍生物-粘合剂″)，所述电子供体衍生物-粘合剂选自甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物；甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物；甲基丙烯酸-9-蒽甲酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物；甲基丙烯酸喹啉-8-酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯/甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯三元共聚物；甲基丙烯酸-9-蒽甲酯；甲基丙烯酸喹啉-8-酯；及其组合。
5.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电子供体选自蒽；四硫富瓦烯；4，4′，5-三甲基四硫富瓦烯；双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯；对苯二胺；咔唑；取代咔唑；四硫代并四苯；六甲基苯；四甲基四硒基富瓦烯；1，6-亚己基四硒基富瓦烯；8-羟基喹啉；苯基偶氮间苯二酚；N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基联苯胺；吩噻嗪；取代的吩噻嗪；芘；苊；吖啶；苯并菲；酞菁；2-氨基-1H-咪唑-4，5-二腈(AIDCN)；取代的AIDCN；其衍生物；及其组合。
6.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电子受体选自五氟苯胺；酞菁；全氟酞菁；四苯基卟吩；2-(9-二氰基亚甲基-螺[5.5]十一碳-3-亚基)-丙二腈；4-苯偶氮基-苯-1，3-二醇；4-(吡啶-2-基偶氮)-苯-1，3-二醇；苯并[1，2，5]噻二唑-4，7-二腈；四氰基喹啉并二甲烷；喹啉；氯代10-(3-二甲基丙基)吩噻嗪；富勒烯C60，例如，BuckminsterfullereneC60；富勒烯C70，例如BuckminsterfullereneC70；苝-3，4：9，10-四羧酸二酰亚胺；三硝基苯；2-(3-硝基-亚苄基)-丙二腈；六氰基丁二烯；酸酐；其衍生物和组合。
7.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电子受体选自富勒烯C60；富勒烯C70；其衍生物；及其组合。
8.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电场可编程薄膜组合物中电子供体的浓度为10-250毫摩尔/百克电场可编程薄膜组合物中的固体总重量，所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度为10-300微摩尔/百克电场可编程薄膜组合物中的固体总重量。
9.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度为10-250毫摩尔/百克电场可编程薄膜组合物中的固体总重量，所述电场可编程薄膜组合物中电子受体的浓度为10-300微摩尔/百克电场可编程薄膜组合物中的固体总重量。
10.如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物，其特征在于，所述粘合剂是交联的。
11.一种电场可编程薄膜的制备方法，该方法包括将如权利要求1所述的电场可编程薄膜组合物沉积在基片上。
12.一种存储器件，该器件包括如权利要求11所述的电场可编程薄膜。
13.一种机器，该机器包括如权利要求12所述的存储器件。
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