DE102004060712A1

DE102004060712A1 - Datenspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE102004060712A1
Application number: DE102004060712A
Authority: DE
Inventors: Si-Ty Pleasanton Lam; Steve Fremont Naberhuis
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2005-08-11
Also published as: CN1655266A; JP4115998B2; JP2005203083A; TWI266317B; US20050156271A1; TW200525545A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datenspeichervorrichtung. Die Datenspeichervorrichtung umfasst ein Speichermedium, das eine Elektrode und eine Elektrolytschicht, die an der Elektrode positioniert ist, aufweist. Die Datenspeichervorrichtung umfasst auch zumindest eine Sonde, die konfiguriert ist, um die Elektrolytschicht zu kontaktieren. Zusätzlich umfasst das Speichermedium eine Spannungsversorgungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Spannung durch die zumindest eine Sonde und die Elektrode zu liefern, um dadurch eine Schaltung zwischen der zumindest einen Sonde und der Elektrode zu erzeugen. Die Höhe der Spannung, die durch die zumindest eine Sonde angelegt wird, ermöglicht zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen des Speichermediums.

Description

Speichervorrichtungen werden normalerweise bei verschiedenen elektronischen Vorrichtungen verwendet, z. B. bei Computern und Personaldigitalassistenten. Diese Speichervorrichtungen können in verschiedene Gruppen charakterisiert werden. Flüchtige Speichervorrichtungen stellen eine dieser Gruppen dar. Bei flüchtigen Speichervorrichtungen gehen die gespeicherten Daten oder Informationen verloren, wenn die Leistungsquelle getrennt wird. Beispiele für flüchtige Speichervorrichtungen sind Direktzugriffsspeicher („RAM"), dynamische RAM und statische RAM. Bei jedem dieser Typen von Speichervorrichtungen werden Informationen nur so lange gehalten, wie den Vorrichtungen Leistung zugeführt wird.

Nicht-flüchtige Speichervorrichtungen stellen eine weitere Gruppe von Speichervorrichtungen dar. Bei nicht-flüchtigen Speichervorrichtungen werden Daten oder Informationen auch dann in der Speichervorrichtungen gehalten, wenn die Leistung abgeschaltet wird. Beispiele für nicht-flüchtige Speichervorrichtungen umfassen CD-ROMs und Magnetspeichervorrichtungen. Nicht-flüchtige Speichervorrichtungen können, teilweise aufgrund ihrer Fähigkeit, gespeicherte Daten- oder Informationen in der Abwesenheit von Leistung zu speichern, flüchtigen Speichervorrichtungen vorzuziehen sein; bekannte nicht-flüchtige Speichervorrichtungen haben jedoch bestimmte Nachteile. Zum Beispiel sind die oben aufgeführten Vorrichtungen normalerweise relativ groß, stoß-/vibrationsempfindlich, sie benötigen relativ teure Mechanismen und verbrauchen relativ große Leistungsmengen. Diese negativen Aspekte machen diese Speichervorrichtungen normalerweise nicht ideal für tragbare Niedrigleistungsanwendungen, wie z. B. Mobiltelefone, Palmtop-Computer und Personaldigitalassistenten („PDAs").

Ein anderer Typ einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung beruht auf einer Halbleitertechnologie, die als FLASH bekannt ist. Obwohl FLASH-basierte Speichervorrichtungen normalerweise relativ klein sind, sind sie in ihrer Kapazität etwas beschränkt, weil lithographische Halbleiterprozesse verwendet werden, um die Speicherzellen, die in diesen Vorrichtungen enthalten sind, zu definieren. Zusätzliche Typen von nicht-flüchtigen Speichervorrichtungen beruhen auf Nanosonden. Es ist ziemlich schwierig, diese Speicher herzustellen, und dieselben weisen Beschränkungen bei Datenraten und Signal-Rausch- (S/N-) Verhältnissen auf.

Ein weiterer bekannter Typ einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung ist eine programmierbare Metallisierungszelle („PMC"). PMCs verwenden normalerweise Chalcogenidglas bei nicht-flüchtigen Speicherzellen. Chalcogenidglas, das bei diesen Typen von Speicherzellen verwendet wird, umfasst normalerweise Selenium (Se), Schwefel (S), Tellur (Te) oder Kombinationen derselben. Die PMC 10, die in 5 gezeigt ist, umfasst ein Tragesubstrat 11, das an einer Basis eines schnellen Ionenleiters 12 bereitgestellt ist. Ein Paar von sich gegenüberliegenden Elektroden 13 und 14 ist an der Oberfläche des schnellen Ionenleiters 12 angeordnet. Die Leitfähigkeit der PMC 10 kann zwischen einem hochresistiven und einem hochleitfähigen Zustand geändert werden. In ihrem normalen hochresistiven Zustand wird, um eine Schreiboperation durchzuführen, ein elektrisches Potential an eine bestimmte der Elektroden 13 oder 14 angelegt, wobei die andere der Elektroden 13 oder 14 bei einer Nullspannung oder Masse gehalten wird. Die Elektrode 13 oder 14, an der die Spannung angelegt ist, fungiert als eine Anode, während die Elektrode 13 oder 14, die bei Null oder Masse gehalten wird, als eine Kathode fungiert. Die Beschaffenheit des schnellen Ionenleitermaterials 12 ist derart, dass dasselbe bei einer bestimmten angelegten Spannung entweder eine chemische oder eine strukturelle Veränderung oder beides durchmacht. Genauer gesagt setzt bei einer geeigneten Schwellenspannung an der Kathode ein Plattieren von Metall von Metallionen innerhalb des schnellen Ionenleitermaterials 12 ein und nimmt zu oder setzt sich fort durch den schnellen Ionenleiter 12 zu der Anode hin. Wenn eine derartige Spannung weiterhin angelegt ist, setzt sich der Prozess fort, bis sich ein oder mehr leitfähige Wege, wie z. B. metallische Dendriten oder Filamente 15, zwischen den Elektroden 13 und 14 erstrecken, wodurch die obere und die untere Elektrode wirksam verbunden werden, um die Leitfähigkeit zwischen denselben wesentlich zu steigern.

Obwohl es sich erwiesen hat, dass die Verwendung von PMCs beim Speichern von Daten möglich ist, haben bekannte PMCs 10 bestimmte Nachteile und negative Seiten. Zum Beispiel muss, da die Elektroden 13 und 14 einstückig mit dem schnellen Ionenleiter 12 gebildet sind, ein ganzes Array von PMC-(10) Speicherzellen Verbindungen aufweisen, um ein Adressieren jeder Speicherzelle zu ermöglichen. Dieser Vorschlag kann mit hohen Herstellungskosten zusammenhängen aufgrund der Verwendung von lithographischen Prozessen, um angemessene Speicherdichten zu realisieren. Alternativ dazu können die PMC 10 in einer Kreuzungspunktkonfiguration angeordnet sein, wie es in Veröffentlichungen von AXON Technologies Corporation gezeigt ist, bei der entweder ein Widerstand oder vorzugsweise eine Diode oder ein Transistor wahrscheinlich in jeder Speicherzelle enthalten ist, um ein Übersprechen zu verhindern. Eine Eingliederung dieser Komponenten steigert normalerweise die Kosten und Schwierigkeiten, die mit einem Erzeugen von PMC-Speichern zusammenhängen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Datenspeichervorrichtung, ein Verfahren zum Speichern von Daten in einem Speichermedium, ein System zum Speichern von Daten in einer oder mehr Speicherzellen einer Speichervorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 18, ein System gemäß Anspruch 33 sowie ein Speichermedium gemäß Anspruch 48 oder 49 gelöst.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Datenspeichervorrichtung. Die Datenspeichervorrichtung umfasst ein Speichermedium, das eine Elektrode und eine Elektrolytschicht, die an der Elektrode positioniert ist, aufweist. Die Datenspeichervorrichtung umfasst auch zumindest eine Sonde, die konfiguriert ist, um die Elektrolytschicht zu kontaktieren. Zusätzlich umfasst das Speichermedium eine Spannungsversorgungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um durch die zumindest eine Sonde und die Elektrode Spannung zu liefern, um dadurch eine Schaltung zwischen der zumindest einen Sonde und der Elektrode herzustellen. Die Höhe der Spannung, die durch die zumindest eine Sonde geliefert wird, ermöglicht zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Lösch-Operation an der einen oder den mehreren Speicherzellen des Speichermediums.

Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die Figuren ersichtlich. Es zeigen:
1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Speichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen vereinfachten Aufriss der Speichervorrichtung, die in 1 gezeigt ist;
3 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Speichervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 einen vereinfachten Aufriss der Speichervorrichtung, die in 3 gezeigt ist; und
5 einen Grundriss einer herkömmlichen programmierbaren Metallisierungszelle.
Aus Gründen der Vereinfachung und zu veranschaulichenden Zwecken ist die vorliegende Erfindung beschrieben, indem hauptsächlich auf ein exemplarisches Ausführungsbeispiel derselben Bezug genommen wird. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Es ist jedoch für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass die vorliegenden Erfindung ohne eine Beschränkung auf diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden bekannte Verfahren und Strukturen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig undeutlich zu machen.
Eine Speichervorrichtung hoher Dichte wird zur Verwendung bei verschiedenen elektronischen Vorrichtungen, z. B. Computern, Mobiltelefonen, Laptops, PDAs usw., bereitgestellt. Die Speichervorrichtung umfasst eine leitfähige Sonde, die wirksam ist, um Informationsbits auf ein Speichermedium zu schreiben, und die wirksam ist, um Informationen von dem Speichermedium zu lesen. Die leitfähige Sonde ist ebenfalls wirksam, um Informationen von dem Speichermedium zu löschen. Die Schreib-, Lese- und Lösch-Operationen können durch die Höhe und die Vorspannung der Spannung, die durch die leitfähige Sonde angelegt wird, erfolgen.
Bei einem Beispiel der Speichervorrichtung hoher Dichte umfasst das Speichermedium eine Elektrolytschicht und eine Elektrode. Die leitfähige Sonde kann durch ein Bilden einer Schaltung mit der Elektrode Elektrizität durch verschiedene Bereiche der Elektrolytschicht leiten. In dieser Hinsicht kann die Leitfähigkeit durch die verschiedenen Bereiche der Elektrolytschicht während Schreib- und Löschoperationen verändert werden. Zusätzlich können die verschiedenen Bereiche der Elektrolytschicht auch während Leseoperationen durch die leitfähige Sonde adressiert werden.
Bei einem anderen Beispiel umfasst die Speichervorrichtung hoher Dichte eine leitfähige Schicht, die an der Elektrolytschicht positioniert ist. Die leitfähige Schicht kann nicht durchgehende leitfähige Elemente umfassen, und die Elektrode kann eine im Wesentlichen durchgehende Schicht aufweisen, die den nicht durchgehenden leitfähigen Elementen gemeinsam ist. Jedes der leitfähigen Elemente kann einzelne Speicherzellorte angeben. Ein Substrat kann auch positioniert sein, um die Elektrode zu tragen.
Die leitfähige Sonde und das Speichermedium können relativ zueinander bewegbar sein. Zum Beispiel kann die leitfähige Sonde bezüglich des Speichermediums bewegbar sein, wobei das Speichermedium in einer im Wesentlichen festen Position gehalten wird. Als ein anderes Beispiel kann das Speichermedium bezüglich der leitfähigen Sonde bewegbar sein, wobei die leitfähige Sonde in einer im Wesentlichen festen Position gehalten wird. Als ein weiteres Beispiel können sowohl die leitfähige Sonde als auch das Speichermedium relativ zueinander bewegbar sein. In einer Hinsicht kann die leitfähige Sonde durch eine Relativbewegung zwischen dem Speichermedium und der leitfähigen Sonde leitfähige Elemente adressieren, die verschieden an dem Speichermedium angeordnet sind.
Ein Beispiel einer Speichervorrichtung hoher Dichte umfasst ein Array von leitfähigen Sonden. Das Array von leitfähigen Sonden kann derart verwendet werden, dass jede Sonde einen Bereich des Speichermediums adressiert, wobei jeder Bereich des Speichermediums mit getrennten Verbindungen ausgestattet ist. In dieser Hinsicht können mehrere Schaltungen im Wesentlichen gleichzeitig erzielt werden.
Durch eine Implementierung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung können Daten in Speicherzellen gespei chert werden, die in einem Muster von relativ hoher Dichte, z. B. größer als 10 Gb/cm², gebildet sind. Die Speicherzellen können die Daten auch in einer im Wesentlichen nichtflüchtigen Weise speichern. Zusätzlich können die Speicherzellen verglichen mit bestimmten bekannten Speichervorrichtungen in einer relativ einfachen und kostengünstigen Weise konfiguriert und verwendet werden, da z. B. die lithographischen Anforderungen wesentlich reduziert sind.
Zunächst mit Bezugnahme auf 1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Speichervorrichtung 100 gemäß eine Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Speichervorrichtung 100 ein Speichermedium 102 und eine leitfähige Sonde 104. Die leitfähige Sonde 104 ist konfiguriert, um verschiedene Abschnitte des Speichermediums 102 zu adressieren. Die Orte, an denen die leitfähige Sonde 104 das Speichermedium 102 adressiert, werden als Speicherzellen 106 betrachtet. Wie es im Folgenden genauer beschrieben ist, bilden die Speicherzellen 106 allgemein Orte an dem Speichermedium 102, an denen Informationen geschrieben, gelesen oder gelöscht werden können. Die Speicherzellen 106 können relativ kleine Abschnitte des Speichermediums 102 umfassen. In dieser Hinsicht kann das Speichermedium 102 konfiguriert sein, um eine relativ große Anzahl von Speicherzellen 106 zu umfassen, die z. B. in einem relativ dichten Array angeordnet sind. Zusätzlich können die Speicherzellen 106 im Wesentlichen an jedem beliebigen Ort entlang des Speichermediums 102 bereitgestellt sein, um dadurch eine Verwendung einer relativ großen Anzahl von Speicherzellen 106 zu ermöglichen.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist die leitfähige Sonde 104 von dem Speichermedium 102 getrennt. Zumindest aufgrund der getrennten Konfiguration der leitfähigen Sonde 104 bezüglich des Speichermediums 102 können die leitfähige Sonde 104 und das Speichermedium 102 in einer relativ einfachen Weise voneinander gelöst werden. Zum Beispiel können die leitfähige Sonde 104 und das Speichermedium 102 voneinander durch ein Lösen der Spannungsversorgung getrennt werden. In dieser Hinsicht kann das Speichermedium 102 entfernt oder ausgetauscht werden, ohne dass es erforderlich ist, dass die leitfähige Sonde 104 ebenfalls entfernt oder ausgetauscht wird.
Das Speichermedium 102 umfasst eine Elektrolytschicht 108, die jede beliebige angemessen geeignete Dicke aufweist, um allgemein einen elektrischen Fluss durch dieselbe zu ermöglichen, z. B. etwa 10 bis 1.000 nm Dicke. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Elektrolytschicht 108 allgemein eine im Wesentlichen feste Struktur auf, die z. B. aus Chalcogenidglas, einem metallhaltigen Glas, einem metallhaltigen amorphen Halbleiter, einem Chalcogenid-Metall-Material usw. gebildet ist. Die Elektrolytschicht 108 weist im breiteren Sinne allgemein jede beliebige Verbindung auf, die eines oder mehr aus Schwefel, Selen und Tellur enthält, ob es nun dreifache, vierfache oder Verbindungen höherer Ordnung sind. Insbesondere kann die Elektrolytschicht 108 Materialien aufweisen, die aus einem oder mehr von Arsen, Germanium, Selen, Tellur, Sauerstoff, Schwefel und Antimon ausgewählt sind, und die Metalle weisen Materialien aus verschiedenen Metallen auf, z. B. Silber, Gold, Kupfer, Iridium, Platin, Palladium oder Kombinationen derselben. Das Chalcogenid-Metall-Material kann durch eine Photoauflösung, durch ein Aufbringen von einer Quelle, die das Chalcogenid und Metall aufweist, oder durch jedes andere bekannte angemessen geeignete Verfahren erzeugt werden. Zum Beispiel kann Silber in ausreichenden Mengen in die Elektrolytschicht 108 eingebracht werden, um allgemein eine Gleichgewichtsphase in der gesamten Elektrolytschicht zu bilden.
Die Elektrolytschicht 108 ist an einer Elektrode 110 positioniert. Wie es in 1 gezeigt ist, erstreckt sich die Elektrode 110 gemeinsam mit der Elektrolytschicht 108 entlang sowohl der x- als auch der y-Richtung. In dieser Hinsicht kann die Elektrode 110 als eine gemeinsame Elektrode für die verschieden angeordneten Speicherzellen 106 wirksam sein. Die Elektrode 110 kann jedes beliebige elektrisch leitfähige Material aufweisen, z. B. Silber, Gold, Kupfer, Palladium, Platin, Kombinationen derselben usw., das in der Lage ist, ein elektrisches Feld für den Transport von Metallionen in der Elektrolytschicht 108 zu erzeugen.
Die Elektrode 110 ist an einem Substrat 112 positioniert, das konfiguriert ist, um die Elektrode 110 zu tragen. Das Substrat 112 kann jedes beliebige angemessen geeignete Material aufweisen, z. B. Silizium, Silizium mit Oxid, Glas, Kunststoff, Kupfer usw.
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die Speichervorrichtung 100 eine Mehrzahl von leitfähigen Sonden 104. Obwohl in 1 drei leitfähige Sonden 104 abgebildet sind, kann jede beliebige Anzahl von leitfähigen Sonden 104 in der Speichervorrichtung 100 enthalten sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Auswahl der Anzahl von leitfähigen Sonden 104, die bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden sollen, kann z. B. auf der gewünschten Adressiergeschwindigkeit oder Datenübertragungsrate der Speichervorrichtung 100 beruhen. Wenn somit eine schnellere Adressiergeschwindigkeit und höhere Datenübertragungsraten gewünscht sind, kann die Speichervorrichtung 100 z. B. konzipiert sein, um eine größere Anzahl von leitfähigen Sonden 104 zu umfassen.
Entweder die leitfähige(n) Sonde(n) 104 oder das Speichermedium 102 oder beide können konfiguriert sein, um sich relativ zueinander zu bewegen. Somit können die leitfähige(n) Sonde(n) 104 z. B. positioniert sein, um verschiedene Bereiche der Elektrolytschicht 110 zu adressieren. In dem Fall, dass die leitfähige(n) Sonde(n) 104 konfiguriert sind, um sich bezüglich des Speichermediums 102 zu bewegen, können die leitfähige(n) Sonde(n) 104 z. B. durch Betäti gungsvorrichtungen (nicht gezeigt), die konfiguriert sind, um die leitfähige(n) Sonde(n) 104 zu bewegen, in verschiedene Positionen manövriert werden. Zusätzlich können, abhängig von der Anordnung der leitfähigen Sonde(n) 104, die Betätigungsvorrichtungen konfiguriert sein, um die leitfähige(n) Sonde(n) in eine oder beide der x- und y-Richtung zu manövrieren. Wenn somit z. B. ein Array von leitfähigen Sonden 104 positioniert ist, um Orte an dem Speichermedium 102 entlang einer y-Richtung zu adressieren, können die Betätigungsvorrichtungen konfiguriert sein, um die leitfähigen Sonden 104 in der x-Richtung zu manövrieren, um allgemein ein Adressieren eines im Wesentlichen großen Bereichs des Speichermediums durch die leitfähigen Sonden 104 zu ermöglichen. Als ein weiteres Beispiel können die leitfähigen Sonden 104 sowohl in der x- als auch in der y-Richtung manövriert werden. Die Betätigungsvorrichtungen können auch konfiguriert sein, um die leitfähigen Sonden 104 in einer vertikalen Richtung bezüglich des Speichermediums 102 zu manövrieren, um dadurch die leitfähigen Sonden 104 von der Elektrolytschicht 108 zu lösen.
Als ein weiteres Beispiel kann das Speichermedium 102 konfiguriert sein, um sich bezüglich der leitfähigen Sonde(n) 104 zu bewegen. Eine Bewegung des Speichermediums 102 bezüglich der leitfähigen Sonde(n) 104 kann durch Verwendung von einer oder mehr Betätigungsvorrichtungen (nicht gezeigt) ermöglicht werden. Abhängig von der Konfiguration und der Anzahl der leitfähigen Sonden 104, die bei der Speichervorrichtung 100 verwendet werden, können die Betätigungsvorrichtungen konfiguriert sein, um das Speichermedium 102 in eine oder beide der x- und y-Richtung zu bewegen. In einer der obigen Offenbarung ähnlichen Weise kann das Speichermedium 102 bezüglich der leitfähigen Sonde(n) 104 zu verschiedenen Positionen bewegt werden, um allgemein zu ermöglichen, dass die leitfähige(n) Sonde(n) 104 verschiedene Orte an dem Speichermedium 102 adressieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Speichermedium 102 an einem bewegbaren Träger positioniert sein, wie es in den ebenfalls übertragenen US-Patenten Nr. 6,181,050 und 6,411,589 beschrieben ist, deren Offenbarungen hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind. In dieser Hinsicht kann der bewegbare Träger, der in diesen Patenten beschrieben ist, verwendet werden, um das Speichermedium 102 bezüglich der leitfähigen Sonde(n) 104 zu bewegen.
Unter jetziger Zuwendung zu 2 ist ein vereinfachter Aufriss der Speichervorrichtung 100, die in 1 gezeigt ist, abgebildet. Die leitfähige Sonde 104 ist in 2 genauer dargestellt. Wie es in 2 veranschaulicht ist, enthält die leitfähige Sonde 104 eine abgewinkelte Konfiguration. Die leitfähige Sonde 104 kann jedoch jede angemessen geeignete Konfiguration zum Adressieren verschiedener Orte an der Elektrolytschicht 108 umfassen, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die leitfähige Sonde 104 relativ senkrechte Abschnitte oder eine relativ gerade Konfiguration aufweisen. Zusätzlich kann die leitfähige Sonde 104 jedes beliebige angemessen geeignete Material aufweisen, das in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu leiten, z. B. Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Gold, Iridium, Kombinationen derselben, hochdotierte Halbleiter, wie z. B. Si, Polysilizium usw., metallisierte Isolier- oder Halbleitermaterialien, wobei die Metallisierung einen geeigneten elektrischen Leiter aufweisen kann, usw.
Die leitfähige Sonde 104 enthält einen Kontaktabschnitt 114. Die leitfähige Sonde 104 kann eine Spitze 116 entlang des Kontaktabschnitts 114 umfassen, die konfiguriert ist, um relativ kleine Abschnitte der Elektrolytschicht 108, z. B. relativ dicht angeordnete Speicherzellen 106, zu adressieren. Die Spitze 116 weist allgemein eine invertierte konische Form auf, die mit der leitfähigen Sonde 104 mikrobearbeitet sein kann. Die Spitze 116 kann deshalb einstückig mit der leitfähigen Sonde 104 gebildet sein. Alternativ dazu kann die Spitze 116 jedoch getrennt an dem Kontaktabschnitt 114 der leitfähigen Sonde 104 angebracht sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Spitze kann jedes beliebige angemessen geeignete Material aufweisen, das in der Lage ist, eine elektrische Ladung zu leiten, z. B. Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Gold, Iridium, Kombinationen derselben, hochdotierte Halbleiter, wie z. B. Si, Polysilizium usw., metallisierte Isolier- oder Halbleitermaterialien, wobei die Metallisierung einen geeigneten elektrischen Leiter aufweisen kann, usw.
Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die leitfähige Sonde 104 implementiert, um Schreib-, Lese- und Löschoperationen durchzuführen. Um eine Schreiboperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über einem gewünschten Ort an der Elektrolytschicht 108, z. B. einem Ort einer Speicherzelle 106, positioniert. Die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über dem gewünschten Ort der Elektrolytschicht 108 kann durchgeführt werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Wenn die leitfähige Sonde 104 über dem gewünschten Ort an der Elektrolytschicht 108 positioniert ist und mit demselben in Kontakt steht, wird ein elektrisches Potential durch eine Spannungsversorgungsvorrichtung 118 durch die leitfähige Sonde 104, die Elektrolytschicht 108 und in die Elektrode 110 geliefert, wodurch eine Schaltung erzeugt wird. Die Spannungsversorgungsvorrichtung 118 kann jede beliebige angemessen geeignete bekannte Vorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, verschiedene Spannungshöhen durch die leitfähige Sonde 104 zu liefern.
Die Spannung, die durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, ist ausreichend, um zu bewirken, dass das Metall in der Elektrode 110, die in diesem Fall eine Anode ist, zu Metallionen wird. Die Metallionen werden in der Elektrolytschicht 108 gelöst. Die Metallionen, die in der Elektrolyt schicht 108 gelöst sind, bilden oder konfigurieren einen leitfähigen Weg, wie z. B. einen Dendriten 120, durch Reduktion und Ausfällung innerhalb des Elektrolyten. Das Wachstum des Dendriten 120 zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110 verringert den Widerstand in der Elektrolytschicht 108 in der Speicherzelle 106 zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110.
Die leitfähigen Sonde 104 kann zu einem anderen gewünschten Ort einer Speicherzelle 106 bewegt werden, und der Prozess, der im Vorhergehenden beschrieben ist, kann wiederholt werden, um die andere gewünschte Speicherzelle 106 zu beschreiben. Dieser Prozess kann eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden, um Daten in eine beliebige Anzahl von Speicherzellen 106 zu schreiben.
Um eine Leseoperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über einer gewünschten Speicherzelle 106 positioniert. Wieder kann die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über der gewünschten Speicherzelle 106 in Weisen ermöglicht werden, wie dieselben im Vorhergehenden beschrieben sind. Wenn die leitfähige Sonde 104 über dem gewünschten Ort an dem Speichermedium 102, z. B. einer gewünschten Speicherzelle 106, positioniert ist und mit demselben in Kontakt steht, wird ein elektrisches Potential zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110 angelegt. Die Höhe der angelegten Spannung ist ausgewählt, um im Wesentlichen eine Bildung eines Dendriten 120 in der Elektrolytschicht 108 in der Speicherzelle 106 zu verhindern. Somit kann z. B. die Spannung, die durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, geringer sein als die Spannung, die während einer Schreib- oder Löschoperation angelegt wird.
Die Höhe des Widerstands in der Elektrolytschicht 108 an dem Ort der Speicherzelle 106 und der Elektrode 112 hängt von dem Vorhandensein eines leitfähigen Weges, wie z. B. einem Dendriten 120, ab. Zum Beispiel ist der Widerstand zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110 geringer, wenn der Dendrit 120 zwischen denselben vorhanden ist. Alternativ dazu ist der Widerstand zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110 höher, wenn es keine Bildung eines Dendriten 120 in der Speicherzelle 106 gibt.
Der Widerstand in der Elektrolytschicht 108 an dem Ort der Speicherzelle 106 kann z. B. durch eine Widerstandmessvorrichtung 122 erfasst werden. Die Widerstandmessvorrichtung 122 kann jede beliebige angemessen geeignete herkömmliche Widerstandmessvorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, den Widerstand in der Elektrolytschicht 108 zu messen. Die Höhe des Widerstands kann als Einsen und Nullen charakterisiert werden, und die Speichervorrichtung 100 kann ein Binärspeicherspeicherungssystem aufweisen. Somit kann z. B. jede der Speicherzellen 106 ein Bit in dem Binärspeicherspeicherungs-system bilden.
In den Speicherzellen 106 kann ein höherer Widerstand z. B. als eine 0 charakterisiert sein, und ein niedrigerer Widerstand kann als eine 1 charakterisiert sein, obwohl die umgekehrte Charakterisierung ebenfalls verwendet werden kann, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Somit kann die leitfähige Sonde 104 implementiert sein, um zu bestimmen, ob die ausgewählte Speicherzelle 106 als eine 1 oder eine 0 charakterisiert ist. Zusätzlich können durch eine Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und dem Speichermedium 102 die Orte der Einsen und Nullen durch eine Erfassung des Widerstands an den verschiedenen Orten der Speicherzellen 106 bestimmt werden.
Um eine Löschoperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über einer gewünschten Speicherzelle 106 positioniert. Die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über der gewünschten Speicherzelle 106 kann durchgeführt werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Wenn die leitfähige Sonde 104 über der gewünschten Speicherzelle 106 positioniert ist und mit derselben in Kontakt steht, wird ein elektrisches Potential zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Elektrode 110 eingerichtet, wodurch eine Schaltung erzeugt wird. Die Spannung, die durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, weist eine Sperrpolung auf verglichen mit dem Potential, das während der im Vorhergehenden beschriebenen Schreiboperation angelegt wird. Die Sperrvorspannung bewirkt allgemein, dass die Metallionen in dem Dendriten 120 zurück zu der Elektrode 110 diffundieren, um wieder zu Metall zu werden. In anderen Worten ist die Sperrvorspannung allgemein wirksam, um den Dendriten 120 in der Elektrolytschicht 108 neu zu konfigurieren oder anderweitig weniger leitfähig zu machen. Diese Operation bewirkt, dass der Widerstand in der Elektrolytschicht 108 an dem Ort der Speicherzelle 106 zu seinem Zustand eines hohen Widerstandes zurückkehrt.
Die Löschoperation kann eine beliebige Anzahl von Malen an verschieden „beschriebenen" Bereichen der Speicherzellen 106 wiederholt werden, um diese Bereiche in den Zustand eines hohen Widerstandes zurückzuversetzen. In dieser Hinsicht kann die leitfähige Sonde 104 über die gewünschten Speicherzellen 106 manövriert werden, um die Löschoperationen selektiv durchzuführen. Zusätzlich kann die Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und dem Speichermedium 102 in jeder der im Vorhergehenden beschriebenen Weisen implementiert sein.
Die Speichervorrichtung 100 kann zusätzliche Komponenten umfassen, die in den 1 und 2 nicht speziell veranschaulicht sind. Zum Beispiel kann die Speichervorrichtung 100 Steuerungen umfassen, die konzipiert sind, um zu bestimmen, wann und für welche der Speicherzellen 106 Lese-, Schreib- oder Löschoperationen durchgeführt werden sollen. Die Speichervorrichtung 100 kann auch Steuerungen zum Steuern der Relativbewegungen der leitfähigen Sonde 104 und des Speichermediums 102 sowie Steuerungen zum Steuern der Spannung, die durch die leitfähige Sonde 104 angelegt werden soll, umfassen. Die Einrichtung zur Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und dem Speichermedium 102, z. B. eine MEMS-Vorrichtung, kann auch in der Speichervorrichtung 100 enthalten sein.
Mit jetziger Bezugnahme auf 3 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Speichervorrichtung 100' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Speichervorrichtung 100' umfasst alle Elemente, die in der Speichervorrichtung 100 enthalten sind. Deshalb werden nur diejenigen Elemente, die in der Speichervorrichtung 100' enthalten sind und sich von den Elementen unterscheiden, die in der Speichervorrichtung 100 enthalten sind, im Folgenden beschrieben. Zusätzlich kann die Speichervorrichtung 100' zusätzliche Elemente umfassen, die nicht speziell in 3 veranschaulicht sind, wie es im Vorhergehenden bezüglich der Speichervorrichtung 100, die in 1 dargestellt ist, beschrieben ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst ein Speichermedium 102' der Speichervorrichtung 100' eine leitfähige Schicht 124, die aus einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen 126 gebildet ist. Die leitfähigen Elemente 126 bilden allgemein physische Orte für Speicherzellen 106'. Das heißt z. B., dass jedes der leitfähigen Elemente 126 einen Ort einer Speicherzelle 106' bilden kann. Die leitfähigen Elemente 126 sind an der leitfähigen Schicht 124 in einem im Wesentlichen nicht durchgehenden Array angeordnet. In anderen Worten sind die leitfähigen Elemente 126 voneinander beabstandet. Die leitfähigen Elemente 126 können z. B. durch eine Aufbringung des gewünschten leitfähigen Materials und durch herkömmliche Photolithographie- und Ätzprozesse gebildet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die leitfähigen Elemente 126 durch herkömmliche Nano-Selbstassemblierungstechniken gebildet werden.
Die leitfähigen Elemente 126 können mit einem ausreichenden Abstand voneinander beabstandet sein, um im Wesentlichen eine Leitung zwischen den leitfähigen Elementen 126 zu vermeiden, z. B. wenn eine Spannung durch eine leitfähige Sonde 104 angelegt wird. Die Beabstandung zwischen den leitfähigen Elementen 126 kann basierend auf einer Mehrzahl von Faktoren ausgewählt sein. Diese Faktoren können z. B. die Materialien, aus denen die leitfähigen Elemente gebildet sind, die physischen Beschränkungen von Prozessen, die verwendet werden, um die leitfähigen Elemente 126 zu erzeugen und zu positionieren, usw. umfassen.
Eine relativ kleine Anzahl von leitfähigen Elementen 126 ist in 3 zu Zwecken der Vereinfachung der Darstellung gezeigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Speichermedium 102' jede beliebige Anzahl von leitfähigen Elementen 126 aufweisen kann, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Anzahl der leitfähigen Elemente 126, die in dem Speichermedium 102 enthalten sind, gemäß einer gewünschten Speicherkapazität ausgewählt sein, da jedes der leitfähigen Elemente 126 ein Bit oder eine Speicherzelle 106' in dem Speichermedium 102' darstellen kann.
Die leitfähigen Elemente 126 können jedes beliebige angemessen geeignete elektrisch leitfähige Material aufweisen. Zum Beispiel können die leitfähigen Elemente 108 Platin, Platinlegierungen (z. B. eine Platin-Iridium-Legierung), Gold, Iridium, Silber, Palladium, Kupfer oder ein anderes derartiges Material aufweisen, das kein isolierendes Oxid, aufweist oder bildet, wie z. B. diejenigen von feuerfesten Metallen (Molybdän, Niobium, Tantal, Zirkonium, Hafnium) usw. Zusätzlich können die leitfähigen Elemente 126 einen relativ dünnen Film von Material, z. B. von etwa 5–500 nm Dicke, aufweisen.
Die leitfähigen Elemente 126 werden an der Elektrolytschicht 108 getragen, die an der Elektrode 110 positioniert ist. Wie es in 3 gezeigt ist, erstreckt sich die Elektrode 110 im Wesentlichen gemeinsam mit dem Array von leitfähigen Elementen 126 der leitfähigen Schicht 124 entlang sowohl der x- als auch der y-Richtung. In dieser Hinsicht kann die Elektrode 110 als eine gemeinsame Elektrode für die leitfähigen Elemente 126 wirksam sein. Die Elektrode 110 ist auch als an dem Substrat 112 positioniert abgebildet.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst die Speichervorrichtung 100' eine Mehrzahl von leitfähigen Sonden 104. Obwohl in 3 drei leitfähige Sonden 104 abgebildet sind, kann jede beliebige Anzahl von leitfähigen Sonden 104 in der Speichervorrichtung 100' enthalten sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Speichervorrichtung 100' eine einzige leitfähige Sonde 104, die gleiche Anzahl von leitfähigen Sonden 104 wie die leitfähigen Elemente 126 entlang entweder der x- oder der y-Richtung, die gleiche Anzahl von leitfähigen Sonden 104 wie die leitfähigen Elemente 126 und jede Anzahl von leitfähigen Sonden 104 dazwischen umfassen. Die Auswahl der Anzahl von leitfähigen Sonden 104, die bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden sollen, kann z. B. auf der gewünschten Adressiergeschwindigkeit oder Datenübertragungsrate der Speichervorrichtung 100' beruhen. Wenn somit z. B. eine schnellere Adressiergeschwindigkeit oder höhere Datenübertragungsraten gewünscht sind, kann die Speichervorrichtung 100' eine größere Anzahl von leitfähigen Sonden 104 umfassen.
Die leitfähigen Sonden 104 und das Speichermedium 102' können relativ zueinander in jeder beliebigen der im Vorhergehenden beschriebenen Weisen bewegt werden, um es zu ermöglichen, dass die leitfähigen Sonden 102 verschiedene der leitfähigen Elemente 126 adressieren.
4 veranschaulicht einen vereinfachten Aufriss der Speichervorrichtung 100', die in 3 dargestellt ist. Die leitfähige Sonde 104 und die leitfähigen Elemente 126 sind in 4 genauer dargestellt. Die Speichervorrichtung 100', die in 4 dargestellt ist, umfasst alle Elemente, die in der Speichervorrichtung 100 enthalten sind, die in 2 dargestellt ist. Deshalb werden im Folgenden nur diejenigen Elemente beschrieben, die in 4 veranschaulicht sind und sich von den Elementen, die in 2 veranschaulicht sind, unterscheiden.
Der Kontaktabschnitt 114 der leitfähigen Sonde 104 kann im Wesentlichen in der Größe gleich oder kleiner sein als die leitfähigen Elemente 126. In dieser Hinsicht kann die leitfähige Sonde 104 konfiguriert sein, um die leitfähigen Elemente 126 einzeln zu adressieren. Zusätzlich kann die leitfähige Sonde 104 eine Spitze 116 entlang des Kontaktabschnitts 114 umfassen, die konfiguriert ist, um die leitfähigen Elemente 126 einzeln zu adressieren, z. B. wenn der Kontaktabschnitt 114 relativ größer ist als die leitfähigen Elemente 126.
Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die leitfähige Sonde 104 implementiert, um Schreib-, Lese- und Löschoperationen durchzuführen. Um eine Schreiboperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über einem gewünschten leitfähigen Element 126 positioniert. Die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 kann durchgeführt werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Wenn die leitfähige Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 positioniert ist und mit demselben in Kontakt steht, wird durch die Spannungsversorgungsvorrichtung 118 ein elektrisches Potential durch die leitfähige Sonde 104, das leitfähige Element 126, die Elektrolytschicht 108 und in die Elektrode 110 eingerichtet, wodurch eine Schaltung erzeugt wird. Die Spannungsversorgungsvorrichtung 118 kann jede beliebige angemessen geeignete bekannte Vorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, verschiedene Spannungshöhen durch die leitfähige Sonde 104 zu liefern.
Das elektrische Potential, das durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, ist ausreichend, um zu bewirken, dass das Metall in der Elektrode 110, die in diesem Fall eine Anode ist, zu Metallionen wird. Die Metallionen werden in der Elektrolytschicht 108 gelöst. Das Volumen der Metallionen, die in der Elektrolytschicht 108 gelöst sind, entspricht allgemein der Gegenelektrode, bei der es sich in diesem Fall um das leitfähige Element 126 handelt, das durch die leitfähige Sonde 104 kontaktiert ist. Die Metallionen, die in der Elektrolytschicht 108 gelöst sind, bilden einen leitfähigen Weg, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten 120 durch eine Ausfällung von der festen Lösung von Kationen an dem leitfähigen Element 126, das in diesem Fall eine Kathode ist. Das Wachstum des Dendriten 120 zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 verringert den Widerstand in der Elektrolytschicht 108 zwischen dem ausgewählten leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110.
Die leitfähige Sonde 104 kann zu einem anderen gewünschten leitfähigen Element 126 bewegt werden, und der im Vorhergehenden beschriebene Prozess kann wiederholt werden, um in das andere gewünschte leitfähige Element 126 zu schreiben. Dieser Prozess kann eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden, um Daten auf verschieden angeordnete Speicherzellen 106', die durch die leitfähigen Elemente 126 definiert sind, zu schreiben.
Um eine Leseoperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über ein gewünschtes leitfähiges Element 126 positioniert. Wieder kann die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 in Weisen ausgeführt werden, wie dieselben im Vorhergehenden beschrieben sind. Wenn die leitfähige Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 positioniert ist und in Kontakt mit demselben steht, wird ein elektrisches Potential von der leitfähigen Sonde 104 durch das gewünschte leitfähige Element 126 und zu der Elektrode 112 angelegt. Die Höhe der angelegten Spannung ist ausgewählt, um im Wesentlichen eine Bildung eines Dendriten 120 in der Elektrolytschicht 108 an dem Ort der Speicherzelle 106' zu verhindern. Somit kann z. B. die Spannung, die durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, geringer sein als die Spannung, die während einer Schreib- oder Löschoperation angelegt wird.
Die Höhe des Widerstands zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 durch die Elektrolytschicht 108 hängt von dem Vorhandensein eines leitfähigen Weges, wie z. B. eines Dendriten 120, ab. Zum Beispiel ist der Widerstand zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 geringer, wenn der Dendrit 120 in der Elektrolytschicht 108 dazwischen vorhanden ist. Alternativ dazu ist der Widerstand zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 höher, wenn es keine Bildung eines Dendriten 120 zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 gibt.
Der Widerstand in der Elektrolytschicht 108 zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 kann z. B. durch eine Widerstandmessvorrichtung 122 erfasst werden. Die Widerstandmessvorrichtung 122 kann jede beliebige angemessen geeignete herkömmliche Widerstandmessvorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, den Widerstand zwischen dem leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 zu messen. Die Höhe des Widerstands kann als Einsen und Nullen charakterisiert werden, und die Speichervorrichtung 100' kann ein Binärspeicherspeicherungssystem aufweisen. Somit kann z. B. jedes der leitfähigen Elemente 126 ein Bit oder eine Speicherzelle 106' in dem Binärspeicherspeicherungssystem bilden.
Bei der Speichervorrichtung 102' kann ein höherer Widerstand als eine 0 charakterisiert sein und ein geringerer Widerstand kann als eine 1 charakterisiert sein, obwohl die umgekehrte Charakterisierung ebenfalls verwendet sein kann, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Somit kann die leitfähige Sonde 104 implementiert sein, um zu bestimmen, ob das ausgewählte leitfähige Element 126 als eine 1 oder eine 0 charakterisiert ist. Zusätzlich können durch eine Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und dem Speichermedium 102' die Orte der Einsen und Nullen durch eine Erfassung des Widerstands an den verschiedenen Orten der leitfähigen Elemente 126 bestimmt werden.
Um eine Löschoperation durchzuführen, wird die leitfähige Sonde 104 über ein gewünschtes leitfähiges Element 126 positioniert. Die Positionierung der leitfähigen Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 kann durchgeführt werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Wenn die leitfähige Sonde 104 über dem gewünschten leitfähigen Element 126 positioniert ist und mit demselben in Kontakt steht, wird ein elektrisches Potential zwischen der leitfähigen Sonde 104 zu der Elektrode 110 eingerichtet, wodurch eine Schaltung erzeugt wird. Das Potential, das durch die leitfähige Sonde 104 angelegt wird, weist eine Sperrpolung auf verglichen mit dem elektrischen Potential, das während der im Vorhergehenden beschriebenen Schreiboperation angelegt wird. Die Sperrvorspannung bewirkt allgemein, dass die Metallionen in dem Dendriten 120 zurück zu der Elektrode 110 diffundieren, um wieder zu Metall zu werden. In anderen Worten ist die Sperrvorspannung allgemein wirksam, um den Dendriten 120 in der Elektrolytschicht 108 neu zu konfigurieren oder anderweitig weniger leitfähig, zu machen. Diese Operation bewirkt, dass der Widerstand zwischen dem ausgewählten leitfähigen Element 126 und der Elektrode 110 zu seinem Zustand eines hohen Widerstandes zurückkehrt.
Die Löschoperation kann jede beliebige Anzahl von Malen an verschieden „beschriebenen" der leitfähigen Elemente 126 wiederholt werden, um diese Bereiche in den Zustand eines hohen Widerstandes zurückzuversetzen. In dieser Hinsicht kann die leitfähige Sonde 104 über die gewünschten leitfähigen Elemente 126 manövriert werden, um die Löschoperatio nen durchzuführen. Zusätzlich kann die Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und der Speichervorrichtung 102' in jeder der im Vorhergehenden beschriebenen Weisen implementiert sein.
Die Speichervorrichtung 100' kann zusätzliche Komponenten umfassen, die in den 3 und 4 nicht speziell abgebildet sind. Zum Beispiel kann die Speichervorrichtung 100' Steuerungen umfassen, die konzipiert sind, um zu bestimmen, wann und für welche der leitfähigen Elemente 126 Lese-, Schreib- oder Löschoperationen durchgeführt werden sollen. Die Speichervorrichtung 100' kann auch Steuerungen zum Steuern der Relativbewegungen der leitfähigen Sonde 104 und der Speichervorrichtung 102' sowie Steuerungen zum Steuern des elektrischen Potentials, das durch die leitfähige Sonde 104 angelegt werden soll, umfassen. Die Einrichtung zur Relativbewegung zwischen der leitfähigen Sonde 104 und dem Speichermedium 102', z. B. eine MEMS-Vorrichtung, kann auch in der Speichervorrichtung 100' enthalten sein.
Aufgrund bestimmter Ausführungsbeispiele der Erfindung können Daten in einer im Wesentlichen nicht-flüchtigen Speichervorrichtung gespeichert werden, die eine relativ hohe Dichte, z. B. größer als 10 Gb/cm², aufweist. Zusätzlich kann die Speichervorrichtung verglichen mit bestimmten bekannten Speichervorrichtungen in einer relativ einfachen und kostengünstigen Weise konfiguriert und verwendet werden.
Was hier beschrieben und veranschaulicht wurde, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammen mit einigen seiner Variationen. Die Begriffe, Beschreibungen und Figuren, die hier verwendet sind, sind nur zur Veranschaulichung dargelegt und nicht als Beschränkungen gedacht. Fachleute werden erkennen, dass viele Variationen innerhalb der Wesensart und des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind, die durch die folgenden. Ansprüche – und ihre Äquivalente – definiert werden soll, bei denen alle Begrif fe in ihrem breitesten vernünftigen Sinn gemeint sind, soweit dies nicht anders angezeigt ist.

Claims

Datenspeichervorrichtung (100, 100'), die folgende Merkmale aufweist: ein Speichermedium (102, 102'), das folgende Merkmale aufweist: eine Elektrode (110); und eine Elektrolytschicht (108), die an der Elektrode (110) positioniert ist; zumindest eine Sonde (104), die konfiguriert ist, um die Elektrolytschicht (108) zu kontaktieren, wobei die Elektrolytschicht (108) zwischen der Sonde (104) und der Elektrode (110) positioniert ist; und eine Spannungsversorgungsvorrichtung (118), die konfiguriert ist, um Spannung durch die zumindest eine Sonde (104) und die Elektrode (110) zu liefern, um dadurch eine Schaltung zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) zu erzeugen, wobei die Höhe der Spannung, die durch die zumindest eine Sonde (104) geliefert wird, zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an einer oder mehr Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') ermöglicht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Elektrode (110) eines oder mehr von Gold, Silber, Kupfer, Platin, Iridium und Palladium aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Elektrolytschicht (108) eine Chalcogenid-Metall-Zusammensetzung aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Chalcogenid-Metall-Zusammensetzung eines oder mehr von Arsen, Germanium, Selen, Schwefel, Sauerstoff, Tellur und Antimon aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die Chalcogenid-Metall-Zusammensetzung eines oder mehr von Silber, Gold, Platin, Palladium, Kupfer und Iridium aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der entweder das Speichermedium (102, 102') oder die zumindest eine Sonde (104) oder beide relativ zueinander bewegbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Spannungsversorgungsvorrichtung (118), die konfiguriert ist, um eine erste Spannung zu liefern, um eine Schreiboperation bei einer oder mehr Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') durchzuführen, wobei die erste Spannung ausreichend hoch ist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120).
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Spannungsversorgungsvorrichtung (118) konfiguriert ist, um eine zweite Spannung zu liefern, um eine Löschoperation bei einer oder mehr Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') durchzuführen, wobei die zweite Spannung verglichen mit der ersten Spannung eine Sperrpolung aufweist, wobei die zweite Spannung wirksam ist, um einen weniger leitfähigen Weg in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen hervorzurufen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Spannungsversorgungsvorrichtung (118) konfiguriert ist, um eine dritte Spannung zu liefern, um eine Leseoperation an einer oder mehr Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') durchzuführen, wobei die dritte Spannung eine geringere Spannung ist als die erste Spannung oder die zweite Spannung und ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei die Vorrichtung ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Widerstandmessvorrichtung (122), die konfiguriert ist, um den Widerstand zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) zu erfassen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die zumindest eine Sonde (104) eine invertierte konische Spitze (116) aufweist, die konfiguriert ist, um die Elektrolytschicht (108) zu kontaktieren.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Speichermedium (102, 102') ferner folgendes Merkmal aufweist: eine leitfähige Schicht (124), die an der Elektrolytschicht (108) positioniert ist, wobei die zumindest eine Sonde (104) konfiguriert ist, um die leitfähige Schicht (124) zu kontaktieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die leitfähige Schicht (124) ein Metall enthält, das zumindest eines von Platin, Palladium, Gold, Iridium, Silber, Kupfer und anderen Materialien aufweist, die keine isolierenden Oxide aufweisen oder bilden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, bei der die leitfähige Schicht (124) eine Mehrzahl von diskreten leitfähigen Elementen (126) aufweist, die nicht durchgehend voneinander beabstandet sind, wobei die Mehrzahl der diskreten leitfähigen Elemente (126) Speicherzellen zugeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der die Elektrode (110) dimensioniert und positioniert ist, um eine elektrische Schaltung mit der Mehrzahl von diskreten leitfähigen Elementen (126) zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, die ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Spannungsversorgungsvorrichtung (118), die konfiguriert ist, um eine erste Spannung zu liefern, um eine Schreiboperation an den Orten der diskreten leitfähigen Elemente (126) durchzuführen, wobei die erste Spannung ausreichend hoch ist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen (106), die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120).
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der die Spannungsversorgungsvorrichtung (118) konfiguriert ist, um eine zweite Spannung zu liefern, um eine Löschoperation an den Orten der diskreten leitfähigen Elemente (126) durchzuführen, wobei die zweite Spannung verglichen mit der ersten Spannung eine Sperrpolung aufweist, wobei die zweite Spannung wirksam ist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, einen weniger leitfähigen Weg hervorzurufen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der die Spannungsversorgungsvorrichtung (118) konfiguriert ist, um eine dritte Spannung zu liefern, um eine Leseoperation an den Orten der diskreten leitfähigen Elemente (126) durchzuführen, wobei die dritte Spannung eine geringere Spannung als die erste Spannung oder die zweite Spannung ist und ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei die Vorrichtung ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Widerstandmessvorrichtung (122), die konfiguriert ist, um den Widerstand zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, zu erfassen, wobei der Widerstand bei diesen Speicherzellen geringer ist.
Verfahren zum Speichern von Daten in einem Speichermedium (102, 102'), das eine Elektrode (110) und eine Elektrolytschicht (108), die an der Elektrode (110) positioniert ist, aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Kontaktieren zumindest einer Sonde (104) an der Elektrolytschicht (108), wobei die zumindest eine Sonde (104) von dem Speichermedium (102, 102') getrennt ist; Anlegen einer Spannung durch die zumindest eine Sonde (104) an einem oder mehr Speicherzellorten, derart, dass eine oder mehr Schaltungen zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) gebildet werden, wobei die Anlegung der Spannung zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') ermöglicht.
Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer ersten Spannung aufweist, die eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120), um eine Schreiboperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer zweiten Spannung aufweist, die eine Sperrpolung der ersten Spannung aufweist, wobei die zweite Spannung eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) einen weniger leitfähigen Weg hervorzurufen, um eine Löschoperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 20, bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer dritten Spannung aufweist, die eine geringere Stärke als die erste Spannung oder die zweite Spannung aufweist, wobei die dritte Spannung auch ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen des Widerstands zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110), um eine Leseoperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 21, bei dem der Schritt des Bestimmens des Widerstandes ferner ein Zuweisen von Werten sowohl zu einem höheren Widerstand als auch zu einem niedrigeren Widerstand umfasst, wobei der niedrigere Widerstand bei dem Vorhandensein eines metallischen Dendriten (120) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 22, bei dem der Schritt des Zuweisens von Werten ein einheitliches Zuweisen einer „1" zu den Speicherzellen, die metallische Dendriten (120) in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, und ein einheitliches Zuweisen einer „0" zu anderen Speicherzellen aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 22, bei dem der Schritt des Zuweisens von Werten ein einheitliches Zuweisen einer „0" zu den Speicherzellen, die metallische Dendriten (120) in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, und ein einheitliches Zuweisen einer „1" zu anderen Speicherzellen aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist: Bewegen entweder der zumindest einen Sonde (104) oder des Speichermediums (102, 102') oder beider relativ zueinander, um die zumindest eine Sonde (104) über verschiedenen der einen oder mehr Speicherzellen zu positionieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem eine leitfähige Schicht (124) die aus diskreten leitfähigen Elementen (126) gebildet ist, an der Elektrolytschicht (108) positioniert ist, und bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer ersten Spannung aufweist, die eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der diskreten leitfähigen Elemente (126) einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120), um eine Schreiboperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 26, bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer zweiten Spannung aufweist, die eine Sperrpolung der ersten Spannung aufweist, wobei die zweite Spannung eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) einen weniger leitfähigen Weg hervorzurufen, um eine Löschoperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 27, bei dem der Schritt des Anlegens einer Spannung ein Anlegen einer dritten Spannung aufweist, die eine geringere Stärke als die erste Spannung oder die zweite Spannung aufweist, wobei die dritte Spannung auch ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen des Widerstands zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, um eine Leseoperation an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 28, bei dem der Schritt des Bestimmens des Widerstands ferner ein Zuweisen von Werten sowohl zu einem höheren Widerstand als auch zu einem niedrigeren Widerstand aufweist, wobei der niedrigere Widerstand bei der Anwesenheit eines leitfähigen Weges, wie z. B. eines metallischen Dendriten (120), an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 28 oder 29, bei dem der Schritt des Zuweisens von Werten ein einheitliches Zuweisen einer „1" zu den Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, die metallische Dendriten (120) in der Elektrolyt schicht (108) aufweisen, und ein einheitliches Zuweisen einer „0" zu anderen Speicherzellen aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 28 oder 29, bei dem der Schritt des Zuweisens von Werten ein einheitliches Zuweisen einer „0" zu den Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, die metallische Dendriten (120) in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, und ein einheitliches Zuweisen einer „1" zu anderen Speicherzellen aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 31, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist: Bewegen entweder der zumindest einen Sonde (104) oder des Speichermediums (102, 102') oder beider relativ zueinander, um die zumindest eine Sonde (104) über verschiedenen der diskreten leitfähigen Elemente (126) zu positionieren.
System zum Speichern von Daten in einer oder mehr Speicherzellen einer Speichervorrichtung (100, 100') mit zumindest einer Sonde (104), wobei die eine oder mehr Speicherzellen eine Elektrode (110) und eine Elektrolytschicht (108), die an der Elektrode (110) positioniert ist, aufweisen, wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Ermöglichen eines Kontaktes zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrolytschicht (108); und eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung durch die zumindest eine Sonde (104) derart, dass eine Schaltung zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) gebildet wird, wobei die Anlegung der Spannung zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen des Speichermediums (102, 102') ermöglicht.
System gemäß Anspruch 33, bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer ersten Spannung aufweist, die eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120), um eine Schreiboperation in einer oder mehr Speicherzellen durchzuführen.
System gemäß Anspruch 34, bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer zweiten Spannung aufweist, die eine Sperrpolung der ersten Spannung aufweist, wobei die zweite Spannung eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen einen weniger leitfähigen Weg hervorzurufen, um eine Löschoperation durchzuführen.
System gemäß Anspruch 35, bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer dritten Spannung aufweist, die eine geringere Stärke als die erste Spannung oder die zweite Spannung aufweist, wobei die dritte Spannung auch ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei das System ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen des Widerstands zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110), um eine Leseoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen durchzuführen.
System gemäß Anspruch 36, bei dem die Einrichtung zum Bestimmen des Widerstandes eine Einrichtung zum Zuweisen von Werten zu sowohl einem höheren Widerstand als auch einem niedrigeren Widerstand aufweist, wobei der niedrigere Widerstand bei dem Vorhandensein eines leitfähigen Weges, wie z. B. eines metallischen Dendriten (120), an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen erfasst wird.
System gemäß Anspruch 37, bei dem die Einrichtung zum Zuweisen von Werten wirksam ist, um einheitlich den Speicherzellen, die leitfähige Wege, wie z. B. metallische Dendriten (120), in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, eine „1" zuzuweisen, und um anderen Speicherzellen einheitlich eine „0" zuzuweisen.
System gemäß Anspruch 37, bei dem die Einrichtung zum Zuweisen von Werten wirksam ist, um den Speicherzellen, die leitfähige Wege, wie z. B. metallische Dendriten (120), in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, einheitlich eine „0" zuzuweisen, und um anderen Speicherzellen einheitlich eine „1" zuzuweisen.
System gemäß einem der Ansprüche 33 bis 39, wobei das System ferner folgendes Merkmal aufweist: Einrichtung zum Bewegen entweder der zumindest einen Sonde (104) oder des Speichermediums (102, 102') oder beider relativ zueinander, um die zumindest eine Sonde (104) über verschiedenen der einen oder mehr Speicherzellen zu positionieren.
System gemäß einem der Ansprüche 33 bis 40, bei dem eine leitfähige Schicht (124), die aus diskreten leitfähigen Elementen (126) gebildet ist, an der Elektrolytschicht (108) positioniert ist, und bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer ersten Spannung aufweist, die eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der diskreten leitfähigen Elemente (126) einen leitfähigen Weg zu bilden, wie z. B. Konfigurieren eines metallischen Dendriten (120), um eine Schreiboperation in einer oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, durchzuführen.
System gemäß Anspruch 41, bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer zweiten Spannung aufweist, die eine Sperrpolung der ersten Spannung aufweist, wobei die zweite Spannung eine ausreichende Stärke aufweist, um in der Elektrolytschicht (108) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, einen weniger leitfähigen Weg hervorzurufen, um eine Löschoperation durchzuführen.
System gemäß Anspruch 42, bei dem die Einrichtung zum Anlegen einer Spannung eine Einrichtung zum Anlegen einer dritten Spannung aufweist, die eine geringere Stärke als die erste Spannung oder die zweite Spannung aufweist, wobei die dritte Spannung auch ausreichend schwach ist, um wenig Modifizierung der Speicherzelle zu bewirken, wobei das System ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen des Widerstands zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, um eine Leseoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen durchzuführen.
System gemäß Anspruch 43, bei dem die Einrichtung zum Bestimmen des Widerstandes eine Einrichtung zum Zuweisen von Werten sowohl zu einem höheren Widerstand als auch einem niedrigeren Widerstand aufweist, wobei der niedrigere Widerstand bei dem Vorhandensein eines leitfähigen Weges, wie z. B. eines metallischen Dend riten (120), an den Orten der einen oder mehr Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, erfasst wird.
System gemäß Anspruch 44, bei dem die Einrichtung zum Zuweisen von Werten wirksam ist, um den Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, die leitfähige Wege, wie z. B. metallische Dendriten (120), in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, einheitlich eine „1" zuzuweisen, und um anderen Speicherzellen einheitlich eine „0" zuzuweisen.
System gemäß Anspruch 44, bei dem die Einrichtung zum Zuweisen von Werten wirksam ist, um den Speicherzellen, die den diskreten leitfähigen Elementen (126) zugeordnet sind, die leitfähige Wege, wie z. B. metallische Dendriten (120), in der Elektrolytschicht (108) aufweisen, einheitlich eine „0" zuzuweisen, und um anderen Speicherzellen einheitlich eine „1" zuzuweisen.
System gemäß einem der Ansprüche 33 bis 46, wobei das System ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum Bewegen entweder der zumindest einen Sonde (104) oder des Speichermediums (102, 102') oder beider relativ zueinander, um die zumindest eine Sonde (104) über verschiedenen der diskreten leitfähigen Elemente (126) zu positionieren.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein oder mehr Computerprogramme eingebettet sind, wobei das eine oder die mehreren Computerprogramme ein Verfahren zum Speichern von Daten in einem Speichermedium (102, 102') implementieren, das eine Elektrode (110) und eine Elektrolytschicht (108), die an der Elektrode (110) positioniert ist, aufweist, wobei das eine oder die mehreren Computerprogramme einen Satz von Anweisungen aufweisen zum: Kontaktieren zumindest einer Sonde (104) an der Elektrolytschicht (108), wobei die zumindest eine Sonde (104) von dem Speichermedium (102, 102') getrennt ist; Anlegen einer Spannung durch die zumindest eine Sonde (104) an dem einen oder den mehreren Speicherzellorten, derart, dass eine oder mehr Schaltungen zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) gebildet werden, wobei die Anlegung der Spannung zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen ermöglicht.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein oder mehr Computerprogramme eingebettet sind, wobei das eine oder die mehreren Computerprogramme ein Verfahren zum Speichern von Daten in einem Speichermedium (102, 102') implementieren, das eine Elektrode (110), eine nicht durchgehende leitfähige Schicht (124) und eine Elektrolytschicht (108), die an der Elektrode (110) positioniert ist, aufweist, wobei das eine oder die mehreren Computerprogramme einen Satz von Anweisungen aufweisen zum: Kontaktieren zumindest einer Sonde (104) an der nicht durchgehenden leitfähigen Schicht (124), wobei die zumindest eine Sonde (104) von dem Speichermedium (102, 102') getrennt ist; Anlegen einer Spannung durch die zumindest eine Sonde (104) an den einen oder den mehreren Speicherzellorten, derart, dass eine oder mehr Schaltungen zwischen der zumindest einen Sonde (104) und der Elektrode (110) gebildet werden, wobei die Anlegung der Spannung zumindest eine von einer Schreib-, Lese- und Löschoperation an der einen oder den mehreren Speicherzellen ermöglicht.