JPWO2004006351A1 - スイッチング素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、材料組成の変動を抑制し、均一な双安定特性を得ることができ、量産に適するスイッチング素子を提供する。印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、少なくとも２つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、前記有機双安定材料が、一つの分子内に、電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有する化合物を少なくとも含有する。前記化合物としては、例えば、アミノイミダゾール系化合物、ピリドン系化合物、スチルベン系化合物、ブタジエン系化合物を用いることが好ましい。

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリ等に利用される、有機双安定材料を２つの電極間に配置したスイッチング素子に関する。

近年、有機電子材料の特性は目覚しい進展をみせている。特に電荷移動錯体などの低次元導体のなかには、金属−絶縁体遷移などの特徴ある性質を持つものがあり、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリなどへの適用が検討されている。
上記のスイッチング素子への適用が可能な材料として、有機双安定材料が注目されている。有機双安定材料とは、材料に電圧を印加していくと、ある電圧以上で急激に回路の電流が増加してスイッチング現象が観測される、いわゆる非線形応答を示す有機材料である。
図４１には、上記のようなスイッチング挙動を示す有機双安定材料の、電圧−電流特性の一例が示されている。
図４１に示すように、有機双安定材料においては、高抵抗特性５１（ｏｆｆ状態）と、低抵抗特性５２（ｏｎ状態）との２つの電流電圧特性を持つものであり、あらかじめＶｂのバイアスをかけた状態で、電圧をＶｔｈ２以上にすると、ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ遷移し、Ｖｔｈ１以下にすると、ｏｎ状態からｏｆｆ状態へと遷移して抵抗値が変化する、非線形応答特性を有している。つまり、この有機双安定材料に、Ｖｔｈ２以上、又はＶｔｈ１以下の電圧を印加することにより、いわゆるスイッチング動作を行なうことができる。ここで、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２は、パルス状の電圧として印加することもできる。
このような非線形応答を示す有機双安定材料としては、各種の有機錯体が知られている。例えば、Ｒ．Ｓ．Ｐｏｔｅｍｂｅｒ等は、Ｃｕ−ＴＣＮＱ（銅−テトラシアノキノジメタン）錯体を用い、電圧に対して、２つの安定な抵抗値を持つスイッチング素子を試作している（Ｒ．Ｓ．Ｐｏｔｅｍｂｅｒ ｅｔ ａｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３４，（１９７９）４０５）。
また、熊井等は、Ｋ−ＴＣＮＱ（カリウム−テトラシアノキノジメタン）錯体の単結晶を用い、非線形応答によるスイッチング挙動を観測している（熊井等 固体物理３５（２０００）３５）。
更に、安達等は、真空蒸着法を用いてＣｕ−ＴＣＮＱ錯体薄膜を形成し、そのスイッチング特性を明らかにして、有機ＥＬマトリックスへの適用可能性の検討を行なっている（安達等 応用物理学会予稿集 ２００２年春 第３分冊 １２３６）。
また、Ｌ．Ｍａらは、アミノイミダゾールジカーボニトリル（ＡＩＤＣＮ）材料やイミン系材料等の有機材料を用いて、１成分でも上記の有機双安定性が出現することを検討している（Ｌ．Ｍａ ｅｔ．ａｌ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８０（２００２）２９９７、Ｌ．Ｍａ ｅｔ．ａｌ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７３（１９９８）８５０、国際公開第０２／３７５００号パンフレット）。
しかしながら、上記の有機電荷移動錯体を用いたスイッチング素子については以下の問題点があった。
すなわち、上記の有機双安定材料は電荷移動錯体であるので、ドナー性分子、もしくはドナー性を持つ金属元素と、ＴＣＱＮのようなアクセプタ性分子との組み合わせによりなる、２成分系の材料である。
このため、スイッチング素子の作製にあたっては、２成分の構成比を厳密に制御する必要があった。すなわち、これらの２成分系の電荷移動錯体では、例えば、図４２に示すように、ドナー分子とアクセプタ分子が、それぞれカラム状に積層してドナー分子カラム６１と、アクセプタ分子カラム６２を形成しており、各カラム成分が、分子（あるいは金属原子）間での部分的な電荷移動を行なうことにより、双安定特性を発現させるものである。したがって、２成分の構成比に過不足がある場合には全体の双安定特性に大きな影響を与える。
したがって、例えば、上記のＣｕ−ＴＣＮＱ錯体では、ＣｕとＴＣＮＱの構成比が異なれば材料の結晶性、電気特性が異なり、双安定特性のバラツキの要因となる。特に、真空蒸着法等により成膜を行なう場合、両成分の蒸気圧の違いや、共蒸着法における、両材料について別々の蒸着源を使用する場合の幾何的配置等に起因して、大面積で均一な成膜が困難である。
このため、上記の従来の２成分系の有機双安定材料では、双安定特性にバラツキのない、均一な品質のスイッチング素子を量産することが困難であるという問題点があった。
また、Ｌ．Ｍａらは１成分の有機材料を用いて双安定性を得るに際して、有機膜中に導電性微粒子を分散させることを必須の条件としており、双安定材料としては不充分な特性しか得られていないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、材料組成の変動を抑制し、均一な双安定特性を得ることができ、かつ、有機双安定材料のみでも充分な双安定性が得られ、量産に適するスイッチング素子を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のスイッチング素子は、印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、少なくとも２つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、
前記有機双安定材料が、一つの分子内に、電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有する化合物を少なくとも含有することを特徴とする。
本発明のスイッチング素子によれば、有機双安定材料が、一分子中に電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有している１成分系であるので、従来の２成分系の有機双安定材料のような、製造時の構成比のバラツキが起こり得ないので、常に一定の双安定性能を得ることができる。
また、特に真空蒸着法等により薄膜形成する場合には、共蒸着等の複雑な手法を用いなくてもよいので製造効率が良く、大面積で均一に、かつ低コストで製造することができる。
本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ａ）で示されるアミノイミダゾール系の化合物であることが好ましい。

（Ｘ^１，Ｘ^２は、それぞれＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｂ）で示されるγ−ピリドン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^４は水素原子、又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｃ）で示されるイミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｘ^３はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^５，Ｒ^６はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｄ）で示されるイミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｘ^４はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^７，Ｒ^８はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｅ）で示される化合物であることが好ましい。

（Ｙ^１，Ｙ^２は、一方が窒素原子、他方がアミノ基もしくは炭素数１〜６のアルキルアミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｆ）で示される化合物であることが好ましい。

（Ｒ^９，Ｒ^１０は、それぞれ水素原子又は炭素数２以下のアルキル基、Ｒ^１１，Ｒ^１２は、水素原子又はアミノ基を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｇ）で示される化合物であることが好ましい。

（Ｒ^１３，Ｒ^１４，Ｒ^１５は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｈ）で示されるイミンキノン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^１６，Ｒ^１７は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ^１８，Ｒ^１９は、それぞれ置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、水素原子のいずれかを表し、またＲ^１８，Ｒ^１９のうち少なくとも一つは置換基を有してもよいアリール基である。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｉ）で示されるキノンイミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^２０〜Ｒ^２３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｊ）で示されるジシアノ系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^２４，Ｒ^２５，Ｒ^２６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、炭素数１から６のアルコキシル基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数、ｉは１〜４の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｋ）で示されるピリドン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^２７，Ｒ^２８，Ｒ^２９は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３０は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、ｉは１〜４の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｌ）で示されるピリドン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^３１，Ｒ^３２は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^３３は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、Ｒ^３４，Ｒ^３５は置換基を有してもよいアリール基又は水素で少なくとも一方は置換基を有しても良いアリール基、ｉは１〜４の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｍ）で示されるキノンイミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^３６，Ｒ^３７は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３８は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍは１〜５の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｎ）で示されるキノンイミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^３９，Ｒ^４０は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^４１，Ｒ^４２，Ｒ^４３はそれぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、アリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｉは１〜４の整数、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｏ）で示されるスチルベン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^４４，Ｒ^４５，Ｒ^４６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^４７は水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｐ）で示されるブタジエン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^４８，Ｒ^４９は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^５０，Ｒ^５１は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表す。ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｑ）で示されるスチルベン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^５２，Ｒ^５３，Ｒ^５４，Ｒ^５５は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｑは１〜９の整数を表す。）
また、本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ｒ）で示されるトリフェニルアミン系の化合物であることが好ましい。

（Ｒ^５６，Ｒ^５７，Ｒ^５８，Ｒ^５９，Ｒ^６０は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｒは１〜２の整数を表す。）
上記の（Ａ）〜（Ｒ）の化合物は、一分子中に電子供与性の官能基と、電子受容性の官能基とを有している１成分系の芳香族分子であるので、２成分系の有機双安定材料のような製造時の構成比のバラツキが起こり得ない。
また、上記の（Ａ）〜（Ｒ）の化合物は双安定適性に優れ、また、蒸着法等によって容易に薄膜形成が可能であるので、有機双安定材料として特に好適に用いることができる。

図１は、本発明のスイッチング素子の一実施形態を示す概略構成図である。
図２は、本発明のスイッチング素子の他の実施形態を示す概略構成図である。
図３は、本発明のスイッチング素子の更に他の実施形態を示す概略構成図である。
図４は、実施例１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図５は、実施例２におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図６は、実施例６におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図７は、実施例７におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図８は、実施例８におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図９は、実施例９におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１０は、実施例１０におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１１は、実施例１１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１２は、実施例１２におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１３は、実施例１３におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１４は、実施例１４におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１５は、実施例１５におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１６は、実施例１６におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１７は、実施例１７におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１８は、実施例１８におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図１９は、実施例１９におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２０は、実施例２０におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２１は、実施例２１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２２は、実施例２２におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２３は、実施例２６におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２４は、実施例２７におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２５は、実施例２９におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２６は、実施例３０におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２７は、実施例３３におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２８は、実施例３４におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図２９は、実施例３８におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３０は、実施例３９におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３１は、実施例４３におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３２は、実施例４４におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３３は、実施例４７におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３４は、実施例４８におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３５は、実施例５１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３６は、実施例５２におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３７は、実施例５４におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３８は、実施例５５におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図３９は、実施例５８におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図４０は、実施例５９におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
図４１は、従来のスイッチング素子の電圧−電流特性の概念を示す図表である。
図４２は、従来の２成分系の有機双安定材料の構造を示す概念図である。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明のスイッチング素子の一実施形態を示す概略構成図である。
図１に示すように、このスイッチング素子は、基板１０上に、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが順次積層された構成となっている。
基板１０としては特に限定されないが、従来公知のガラス基板等が好ましく用いられる。
電極層２１ａ、２１ｂとしては、アルミニウム、金、銀、ニッケル、鉄などの金属材料や、ＩＴＯ、カーボン等の無機材料、共役系有機材料、液晶等の有機材料、シリコンなどの半導体材料などが適宜選択可能であり、特に限定されない。
次に、本発明においては、双安定材料層３０に用いる有機双安定材料として、一つの分子内に電子供与性の官能基と、電子受容性の官能基とを有する化合物を少なくとも含有することを特徴としている。
電子供与性の官能基としては、−ＳＣＨ_３、−ＯＣＨ_３、−ＮＨ_２、−ＮＨＣＨ_３、−Ｎ（ＣＨ_３）_２等が挙げられ、電子受容性の官能基としては、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ_３、−ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、−ＣＯＯＨ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、−Ｉ、−ＯＨ、−Ｆ、＝Ｏ等が挙げられる。
また、一つの分子内に上記の電子供与性の官能基と、上記の電子受容性の官能基とを有する化合物としては、アミノイミダゾール系化合物、ピリドン系化合物、スチリル系化合物、スチルベン系化合物、ブタジエン系化合物等が挙げられる。
上記の化合物のうち、本発明においては、下記の構造式（Ａ）で示されるアミノイミダゾール系の化合物を用いることが好ましい。

（Ｘ^１，Ｘ^２は、それぞれＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
上記の化合物においては、ＣＮ基、又は、ＮＯ_２基が電子受容性の官能基となり、ＮＨ_２基、ＮＨＣＨ_３基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３がアルキル基の場合には、Ｃ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。Ｃ７以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなアミノイミダゾール系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ａ−１）〜（Ａ−４）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｂ）で示されるγ−ピリドン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^４は水素原子、又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
このγ−ピリドン系の化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、Ｎ−Ｒ基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^４がアルキル基の場合には、Ｃ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。Ｃ７以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなγ−ピリドン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｂ−１）、（Ｂ−２）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｃ）で示されるイミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｘ^３はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^５，Ｒ^６はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
また、下記の構造式（Ｄ）で示されるイミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｘ^４はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^７，Ｒ^８はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
上記のイミン系の化合物においては、ＣＮ基またはＮＯ_２基が電子受容性の官能基となり、ＮＲ^５Ｒ^６基，ＮＲ^７Ｒ^８基が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８がアルキル基の場合には、それぞれＣ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。
このようなイミン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）、（Ｄ−１）〜（Ｄ−３）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｅ）で示される化合物を用いることも好ましい。

（Ｙ^１，Ｙ^２は、一方が窒素原子、他方がアミノ基もしくは炭素数１〜６のアルキルアミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。）
この化合物においては、ニトロ基が電子受容性の官能基となり、アミノ基またはアルキルアミノ基が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このような化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｅ−１）や（Ｅ−２）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｆ）で示される化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^９，Ｒ^１０は、それぞれ水素原子又は炭素数２以下のアルキル基、Ｒ^１１，Ｒ^１２は、水素原子又はアミノ基を表す。）
この化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、Ｎ−Ｒ^９基およびＮ−Ｒ^１０基が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このような化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｆ−１）、（Ｆ−２）、（Ｆ−３）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｇ）で示される化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^１３，Ｒ^１４，Ｒ^１５は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
この化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、Ｎ−Ｒ^１５基が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５がアルキル基の場合には、それぞれＣ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ４以下のアルキル基がより好ましい。
このような化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｇ−１）、（Ｇ−２）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｈ）で示されるイミンキノン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^１６，Ｒ^１７は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ^１８，Ｒ^１９は、それぞれ置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、水素原子のいずれかを表し、またＲ^１８，Ｒ^１９のうち少なくとも一つは置換基を有してもよいアリール基である。）
このイミンキノン系の化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、Ｃ_６Ｈ_５基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、Ｒ^１６，Ｒ^１７はＣ６以下のアルキル基が好ましい。また、上記のＲ^１８，Ｒ^１９がアルキル基の場合には、Ｃ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。Ｃ７以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなイミンキノン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｈ−１）〜（Ｈ−４）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｈ’）で示されるイミンキノン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^７０、Ｒ^７１は、それぞれ水素原子、置換基を有しても良い炭素数１から６のアルキル基、置換基を有しても良いアリール基のいずれかを表し、Ｒ^７２は水素原子、置換基を有しても良い炭素数１から６のアルキル基、置換基を有しても良いアリール基のいずれかを表し、Ｒ^７３は水素原子、置換基を有しても良い炭素数１から６のアルキル基、置換基を有しても良いアミノ基、環を形成する残基のいずれかを表し、又Ｒ^７２とＲ^７３により環を形成しても良い。）
このようなイミンキノン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｈ’−１）〜（Ｈ’−９）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｉ）で示されるキノンイミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^２０〜Ｒ^２３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
このキノンイミン系の化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、ＮＨ_２基、Ｎ（ＣＨ_３）_２基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、Ｒ^２０，Ｒ^２１はＣ６以下のアルキル基が好ましい。また、上記のＲ^２２，Ｒ^２３がアルキル基の場合には、Ｃ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。Ｃ７以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなキノンイミン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｊ）で示されるジシアノ系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^２４，Ｒ^２５，Ｒ^２６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、炭素数１から６のアルコキシル基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数、ｉは１〜４の整数を表す。）
このジシアノ系の化合物においては、ＣＮ基が電子受容性の官能基となり、Ｎ（Ｃ_６Ｈ_６）_３基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^２４、Ｒ^２５およびＲ^２６がアルキル基の場合には、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。また、Ｃ９以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなジシアノ系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｊ−１）〜（Ｊ−９）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｋ）で示されるピリドン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^２７，Ｒ^２８，Ｒ^２９は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３０は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、ｉは１〜４の整数を表す。）
また、下記の構造式（Ｌ）で示されるピリドン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^３１，Ｒ^３２は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^３３は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、Ｒ^３４，Ｒ^３５は置換基を有してもよいアリール基又は水素で少なくとも一方は置換基を有しても良いアリール基、ｉは１〜４の整数を表す。）
上記のピリドン系の化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、Ｃ−Ｎ−（Ｃ_５Ｈ_４）基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このようなピリドン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｋ−１）〜（Ｋ−９）及び（Ｌ−１）〜（Ｌ−８）でそれぞれ示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｍ）で示されるキノンイミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^３６，Ｒ^３７は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３８は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍは１〜５の整数を表す。）
また、下記の構造式（Ｎ）で示されるキノンイミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^３９，Ｒ^４０は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^４１，Ｒ^４２，Ｒ^４３はそれぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、アリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｉは１〜４の整数、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
上記のキノンイミン系の化合物においては、Ｃ＝Ｏ基が電子受容性の官能基となり、＝Ｎ−、もしくはトリフェニルアミン基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
上記構造式（Ｍ）及び（Ｎ）で表されるキノンイミン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｍ−１）〜（Ｍ−９）、（Ｎ−１）〜（Ｎ−９）でそれぞれ示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｏ）で示されるスチルベン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^４４，Ｒ^４５，Ｒ^４６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^４７は水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表す。）
上記のスチルベン系の化合物においては、トリフェニルアミン基等が電子供与性の官能基となり、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＮ、−ＮＯ_２基が電子受容性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このようなスチルベン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｏ−１）〜（Ｏ−１１）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｐ）で示されるブタジエン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^４８，Ｒ^４９は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^５０，Ｒ^５１は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表す。ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
上記のブタジエン系の化合物においては、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−Ｂｒ、−Ｃｌが電子受容性の官能基となり、−ＣＨ_３、−ＯＣＨ_３、−Ｎ（ＣＨ_３）_２基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このようなブタジエン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｐ−１）〜（Ｐ−１０）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｑ）で示されるスチルベン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^５２，Ｒ^５３，Ｒ^５４，Ｒ^５５は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｑは１〜９の整数を表す。）
上記のスチルベン系の化合物においては、トリフェニルアミン基等が電子供与性の官能基となり、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＮ、−ＮＯ_２基が電子受容性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このようなスチルベン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｑ−１）〜（Ｑ−１４）で示される化合物が挙げられる。

また、下記の構造式（Ｒ）で示されるトリフェニルアミン系の化合物を用いることも好ましい。

（Ｒ^５６，Ｒ^５７，Ｒ^５８，Ｒ^５９，Ｒ^６０は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｒは１〜２の整数を表す。）
上記のトリフェニルアミン系の化合物においては、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−Ｂｒ、−Ｃｌが電子受容性の官能基となり、−ＣＨ_３、−ＯＣＨ_３、−Ｎ（ＣＨ_３）_２基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
このようなトリフェニルアミン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｒ−１）〜（Ｒ−２７）で示される化合物が挙げられる。

上記の有機双安定材料は、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂの順に、基板１０上に順次薄膜として形成されることが好ましい。薄膜を形成する方法としては、電極層２１ａ、２１ｂとしては、真空蒸着法等の従来公知の方法が好ましく用いられ、特に限定されない。
また、双安定材料層３０の形成方法としては、スピンコート法、電解重合法、化学蒸気堆積法（ＣＶＤ法）、単分子膜累積法（ＬＢ法）等の有機薄膜の製法が用いられ特に限定されないが、上記の電極層と同じ成膜方法を利用できる、真空蒸着法を用いることが好ましい。
蒸着時の基板温度は、使用する電極材料及び双安定材料によって適宜選択されるが、電極層２１ａ、２１ｂの形成においては０〜１５０℃が好ましく、双安定材料層３０の形成においては、０〜１００℃が好ましい。
また、各層の膜厚は、電極層２１ａ、２１ｂとしては５０〜２００ｎｍが好ましく、双安定材料層３０としては２０〜１５０ｎｍが好ましい。
上記の製造方法によって得られる本発明のスイッチング素子が、双安定特性を示すメカニズムは明らかでないが、従来の２成分系材料におけるメカニズムから以下のように類推される。すなわち、ある分子のドナー性官能基と、隣接する他の分子のアクセプタ基が、従来の２成分系材料の役割を果たしてカラム構造となり導体化するメカニズムが考えられる。
これにより、単一の分子組成においてドナーとアクセプタの両方の機能を持つので、双安定性を得るため組成のズレが本質的に生じることがなく、安定した双安定特性を得ることができるものと考えられる。
図２には、本発明のスイッチング素子の、他の実施形態が示されている。この実施形態においては、双安定材料層３０内に、更に第３電極２２が設けられた３端子素子となっている点が上記の図１の実施形態と異なっている。これにより、電極層２１ａ、２１ｂを付加電流を流す電極として、上記の図４１におけるバイアスＶｂを印加し、更に、第３電極２２を、双安定材料層３０の抵抗状態を制御する電極として、図４１における低閾値電圧Ｖｔｈ１、又は高閾値電圧Ｖｔｈ２を印加することができる。
また、図３には、本発明のスイッチング素子の、更に他の実施形態が示されている。この実施形態においては、第２電極層２３上に絶縁層４１が形成され、さらに絶縁層４１上には、双安定材料層３１、及び双安定材料層３１を挟むように両側に電極層２４ａ、２４ｂが形成され、更に双安定材料層３１上には、絶縁層４２と第４電極層２５が順次形成されている４端子素子となっている。
このスイッチング素子では、具体的には、例えば、第３電極２３をシリコン基板、絶縁層４１、４２を金属酸化物蒸着膜、電極層２４ａ、２４ｂ、及び第４電極２５をアルミニウム蒸着膜とできる。
そして、電極層２４ａ、２４ｂを付加電流を流す電極として、上記の図４１におけるバイアスＶｂを印加し、更に、第３電極２３と第４電極２５とによって、双安定材料層３１に電界をかけることによって、双安定材料層３１の抵抗状態を制御することができる。
以下、実施例を用いて、本発明のスイッチング素子について更に詳細に説明する。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてアミノイミダゾール系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例１のスイッチング素子を形成した。アミノイミダゾール系化合物としては、下記の構造式（Ａ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、アミノイミダゾール系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例１と同一の条件で、実施例２のスイッチング素子を得た。

アミノイミダゾール系化合物として、下記の構造式（Ａ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例１と同一の条件で、実施例３のスイッチング素子を得た。

アミノイミダゾール系化合物として、下記の構造式（Ａ−３）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、１００ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例１と同一の条件で、実施例４のスイッチング素子を得た。

アミノイミダゾール系化合物として、下記の構造式（Ａ−４）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例１と同一の条件で、実施例５のスイッチング素子を得た。

試験例１
上記の実施例１〜５のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１に示す。また、図４、５には、それぞれ、実施例１、２のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図４、５の結果より、実施例１、２のスイッチング素子においては高抵抗状態１０１ａ、１０２ａ、及び低抵抗状態１０１ｂ、１０２ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図４の実施例１において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．３Ｖ以下では、低抵抗状態１０１ｂから高抵抗状態１０１ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が３．３Ｖ以上では、高抵抗状態１０１ａから低抵抗状態１０１ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^５が得られた。
また、図５の実施例２においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．６Ｖ以下で、低抵抗状態１０２ｂから高抵抗状態１０２ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．３Ｖ以上では、高抵抗状態１０２ａから低抵抗状態１０２ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^４が得られた。
また、この双安定性は実施例１〜５のすべてのスイッチング素子で得られ、表１に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．３〜０．８Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．３〜５．７Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてγ−ピリドン系の化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例６のスイッチング素子を形成した。γ−ピリドン系の化合物としては、下記の構造式（Ｂ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、γ−ピリドン系の化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

γ−ピリドン系の化合物として、下記の構造式（Ｂ−２）の化合物を用いた以外は、実施例６と同一の条件で、実施例７のスイッチング素子を得た。

試験例２
上記の実施例６、７のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した結果を、図６、７に示す。また、上記の図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表２に示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図６、７、及び表２の結果より、実施例６、７のスイッチング素子においては高抵抗状態１０６ａ、１０７ａ、及び低抵抗状態１０６ｂ、１０７ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図６の実施例６において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．２Ｖ以下では、低抵抗状態１０６ｂから高抵抗状態１０６ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．１Ｖ以上では、高抵抗状態１０６ａから低抵抗状態１０６ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。
また、図７の実施例７においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．４Ｖ以下で、低抵抗状態１０７ｂから高抵抗状態１０７ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．７Ｖ以上では、高抵抗状態１０７ａから低抵抗状態１０７ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてイミン系の化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例８のスイッチング素子を形成した。イミン系の化合物としては、下記の構造式（Ｃ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により盛膜速度は３Å／ｓｅｃ、イミン系の化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

イミン系の化合物として、下記の構造式（Ｃ−２）の化合物を用いた以外は、実施例８と同一の条件で、実施例９のスイッチング素子を得た。

イミン系の化合物として、下記の構造式（Ｃ−３）の化合物を用いた以外は、実施例８と同一の条件で、実施例１０のスイッチング素子を得た。

イミン系の化合物として、下記の構造式（Ｄ−１）の化合物を用いた以外は、実施例８と同一の条件で、実施例１１のスイッチング素子を得た。

イミン系の化合物として、下記の構造式（Ｄ−２）の化合物を用いた以外は、実施例８と同一の条件で、実施例１２のスイッチング素子を得た。

イミン系の化合物として、下記の構造式（Ｄ−３）の化合物を用いた以外は、実施例８と同一の条件で、実施例１３のスイッチング素子を得た。

試験例３
上記の実施例８〜１３のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した結果を、図８〜１３に示す。また、上記の図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表３に示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図８〜１３及び表３の結果より、実施例８〜１３のスイッチング素子においては高抵抗状態１０８ａ〜１１３ａ及び低抵抗状態１０８ｂ〜１１３ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図８の実施例８において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下では、低抵抗状態１０８ｂから高抵抗状態１０８ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．９Ｖ以上では、高抵抗状態１０８ａから低抵抗状態１０８ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３０が得られた。
また、図９の実施例９においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１０９ｂから高抵抗状態１０９ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．３Ｖ以上では、高抵抗状態１０９ａから低抵抗状態１０９ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１２０が得られた。
また、図１０の実施例１０においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．９Ｖ以下で、低抵抗状態１１０ｂから高抵抗状態１１０ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が３．１Ｖ以上では、高抵抗状態１１０ａから低抵抗状態１１０ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^４が得られた。
また、図１１の実施例１１においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１１１ｂから高抵抗状態１１１ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．６Ｖ以上では、高抵抗状態１１１ａから低抵抗状態１１１ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３０が得られた。
また、図１２の実施例１２においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１１２ｂから高抵抗状態１１２ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．４Ｖ以上では、高抵抗状態１１２ａから低抵抗状態１１２ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約２０が得られた。
また、図１３の実施例１３においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が１．０Ｖ以下で、低抵抗状態１１３ｂから高抵抗状態１１３ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．９Ｖ以上では、高抵抗状態１１３ａから低抵抗状態１１３ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３００が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０として下記の構造式（Ｅ−１）の化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例１４のスイッチング素子を形成した。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、構造式（Ｅ−１）の化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

双安定材料層３０として下記の構造式（Ｅ−２）の化合物を用いた以外は、実施例１４と同一の条件で、実施例１５のスイッチング素子を得た。

試験例４
上記の実施例１４および１５のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した結果を、図１４および１５に示す。また、上記の図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表４に示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図１４、１５及び表４の結果より、実施例１４および１５のスイッチング素子においては高抵抗状態１１４ａ、１１５ａ及び低抵抗状態１１４ｂ、１１５ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図１４の実施例１４において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下では、低抵抗状態１１４ｂから高抵抗状態１１４ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が０．７Ｖ以上では、高抵抗状態１１４ａから低抵抗状態１１４ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、図１５の実施例１５においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．６Ｖ以下で、低抵抗状態１１５ｂから高抵抗状態１１５ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．４Ｖ以上では、高抵抗状態１１５ａから低抵抗状態１１５ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０として下記の構造式（Ｆ−１）の化合物（シグマアルドリッチジャパン株式会社製、製品番号３４６７９−９）を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例１６のスイッチング素子を形成した。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、上記構造式（Ｆ−１）の化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

双安定材料層３０として、下記の構造式（Ｆ−２）の化合物（シグマアルドリッチジャパン株式会社製、製品番号Ａ５２１５−３）を用いた以外は、実施例１６と同一の条件で、実施例１７のスイッチング素子を得た。

双安定材料層３０として、下記の構造式（Ｆ−３）の化合物（シグマアルドリッチジャパン株式会社製、製品番号８５５２８−６）を用いた以外は、実施例１６と同一の条件で、実施例１８のスイッチング素子を得た。

試験例５
上記の実施例１６〜１８のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した結果を、図１６〜１８に示す。また、上記の図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表５に示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図１６〜１８及び表５の結果より、実施例１６〜１８のスイッチング素子においては高抵抗状態１１６ａ、１１７ａ、１１８ａ及び低抵抗状態１１６ｂ、１１７ｂ、１１８ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図１６の実施例１６において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下では、低抵抗状態１１６ｂから高抵抗状態１１６ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．３Ｖ以上では、高抵抗状態１１６ａから低抵抗状態１１６ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^４が得られた。
また、図１７の実施例１７においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１１７ｂから高抵抗状態１１７ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．４Ｖ以上では、高抵抗状態１１７ａから低抵抗状態１１７ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。
また、図１８の実施例１８においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１１８ｂから高抵抗状態１１８ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．３Ｖ以上では、高抵抗状態１１８ａから低抵抗状態１１８ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作成した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０として構造式（Ｇ−１）の化合物（シグマアルドリッチジャパン株式会社製、製品番号２４，７７２−３）を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例１９のスイッチング素子を形成した。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、構造式（Ｇ−１）の化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

双安定材料として、下記の構造式（Ｇ−２）の化合物を用い、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂの厚さをそれぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍとなるように成膜した以外は、実施例１９と同一の条件で、実施例２０のスイッチング素子を得た。

なお、構造式（Ｇ−２）の化合物は下記の手順で合成した。

即ち、１，４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ ｉｏｄｉｄｅ９．７ｇ、３，５−ｄｉ−ｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ９．３ｇ、ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅ３．７ｇをエタノール１００ｍＬに溶解し、２０時間過熱還流を行う。室温に冷却後、沈殿物をろ別し、０．２Ｍ ＫＯＨ水溶液２５０ｍＬにけん濁し、７０℃にて加熱攪拌する。沈殿物をろ過し、純水、エタノールで洗浄する。ブタノールから再結晶し、緑色板状結晶８．４ｇ（６５％）を得た。
試験例６
上記の実施例１９、２０のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した結果を、図１９〜２０に示す。また、上記の図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表６に示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図１９、２０及び表６の結果より、実施例１９、２０のスイッチング素子においては高抵抗状態１１９ａ、１２０ａ及び低抵抗状態１１９ｂ、１２０ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図１９の実施例１９において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下では、低抵抗状態１１９ｂから高抵抗状態１１９ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．９Ｖ以上では、高抵抗状態１１９ａから低抵抗状態１１９ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^６が得られた。
また、図２０の実施例２０においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．２Ｖ以下で、低抵抗状態１２０ｂから高抵抗状態１２０ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．４Ｖ以上では、高抵抗状態１２０ａから低抵抗状態１２０ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約２×１０^３が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてイミンキノン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例２１のスイッチング素子を形成した。イミンキノン系化合物としては、下記の構造式（Ｈ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、イミンキノン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２１と同一の条件で、実施例２２のスイッチング素子を得た。

イミンキノン系化合物として、下記の構造式（Ｈ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２１と同一の条件で、実施例２３のスイッチング素子を得た。

イミンキノン系化合物として、下記の構造式（Ｈ−３）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、１００ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２１と同一の条件で、実施例２４のスイッチング素子を得た。

イミンキノン系化合物として、下記の構造式（Ｈ−４）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２１と同一の条件で、実施例２５のスイッチング素子を得た。

試験例７
上記の実施例２１〜２５のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表７に示す。また、図２１、２２には、それぞれ、実施例２１、２２のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図２１、２２の結果より、実施例２１、２２のスイッチング素子においては高抵抗状態１２１ａ、１２２ａ、及び低抵抗状態１２１ｂ、１２２ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図２１の実施例２１において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．８Ｖ以下では、低抵抗状態１２１ｂから高抵抗状態１２１ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．６Ｖ以上では、高抵抗状態１２１ａから低抵抗状態１２１ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、図２２の実施例２２においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．９Ｖ以下で、低抵抗状態１２２ｂから高抵抗状態１２２ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．３Ｖ以上では、高抵抗状態１２２ａから低抵抗状態１２２ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３０が得られた。
また、この双安定性は実施例２１〜２５のすべてのスイッチング素子で得られ、表７に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．３〜−１．１Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．３〜２．５Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてピリドン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例２６のスイッチング素子を形成した。イミンキノン系化合物としては、下記の構造式（Ｈ’−３）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、ピリドン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

イミンキノン系化合物として、下記の構造式（Ｈ’−４）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例２６と同一の条件で成膜して、実施例２７のスイッチング素子を得た。

イミンキノン系化合物として、下記の構造式（Ｈ’−６）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例２６と同一の条件で成膜して、実施例２８のスイッチング素子を得た。

試験例８
上記の実施例２６〜２８のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表８に示す。また、図２３、２４には、それぞれ、実施例２６、２７のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。

図２３、２４の結果より、実施例２６、２７のスイッチング素子においては高抵抗状態１２６ａ、１２７ａ、及び低抵抗状態１２６ｂ、１２７ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図２３の実施例２６において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．１Ｖ以下では、低抵抗状態１２６ｂから高抵抗状態１２６ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．５Ｖ以上では、高抵抗状態１２６ａから低抵抗状態１２６ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。
また、図２４の実施例２７においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．６Ｖ以下で、低抵抗状態１２７ｂから高抵抗状態１２７ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．０Ｖ以上では、高抵抗状態１２７ａから低抵抗状態１２７ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^２が得られた。
また、この双安定性は実施例２６〜２８のすべてのスイッチング素子で得られ、表８に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．１〜−０．６Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．５〜２．０Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてキノンイミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例２９のスイッチング素子を形成した。キノンイミン系化合物としては、下記の構造式（Ｉ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、キノンイミン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２９と同一の条件で、実施例３０のスイッチング素子を得た。

キノンイミン系化合物として、下記の構造式（Ｉ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２９と同一の条件で、実施例３１のスイッチング素子を得た。

キノンイミン系化合物として、下記の構造式（Ｉ−３）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、１００ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例２９と同一の条件で、実施例３１のスイッチング素子を得た。

試験例９
上記の実施例２９〜３２のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表９に示す。また、図２５、２６には、それぞれ、実施例２９、３０のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図２５、２６の結果より、実施例２９、３０のスイッチング素子においては高抵抗状態１２９ａ、１３０ａ、及び低抵抗状態１２９ｂ、１３０ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図２５の実施例２９において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が１．０Ｖ以下では、低抵抗状態１２９ｂから高抵抗状態１２９ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．９Ｖ以上では、高抵抗状態１２９ａから低抵抗状態１２９ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^５が得られた。
また、図２６の実施例３０においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．７Ｖ以下で、低抵抗状態１３０ｂから高抵抗状態１３０ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．３Ｖ以上では、高抵抗状態１３０ａから低抵抗状態１３０ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^５が得られた。
また、この双安定性は実施例２９〜３２のすべてのスイッチング素子で得られ、表９に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．５〜１．０Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．１〜３．５Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてジシアノ系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例３３のスイッチング素子を形成した。ジシアノ系化合物としては、下記の構造式（Ｊ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、ジシアノ系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例３３と同一の条件で、実施例３４のスイッチング素子を得た。

ジシアノ系化合物として、下記の構造式（Ｊ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３３と同一の条件で成膜して、実施例３５のスイッチング素子を得た。

ジシアノ系化合物として、下記の構造式（Ｊ−６）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３３と同一の条件で成膜して、実施例３６のスイッチング素子を得た。

ジシアノ系化合物として、下記の構造式（Ｊ−９）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３３と同一の条件で成膜して、実施例３７のスイッチング素子を得た。

試験例１０
上記の実施例３３〜３７のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１０に示す。また、図２７、２８には、それぞれ、実施例３３、３４のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図２７、２８の結果より、実施例３３、３４のスイッチング素子においては高抵抗状態１３３ａ、１３４ａ、及び低抵抗状態１３３ｂ、１３４ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図２７の実施例３３において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−１．１Ｖ以下では、低抵抗状態１３３ｂから高抵抗状態１３３ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．２Ｖ以上では、高抵抗状態１３３ａから低抵抗状態１３３ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^５が得られた。
また、図２８の実施例３４においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．６Ｖ以下で、低抵抗状態１３４ｂから高抵抗状態１３４ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．１Ｖ以上では、高抵抗状態１３４ａから低抵抗状態１３４ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^４が得られた。
また、この双安定性は実施例３３〜３７のすべてのスイッチング素子で得られ、表１０に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．６〜−１．４Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．１〜２．１Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてピリドン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例３８のスイッチング素子を形成した。ピリドン系化合物としては、下記の構造式（Ｋ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、ピリドン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した以外は、実施例３８と同一の条件で、実施例３９のスイッチング素子を得た。

ピリドン系化合物として、下記の構造式（Ｋ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３８と同一の条件で成膜して、実施例４０のスイッチング素子を得た。

ピリドン系化合物として、下記の構造式（Ｋ−９）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３８と同一の条件で成膜して、実施例４１のスイッチング素子を得た。

ピリドン系化合物として、下記の構造式（Ｌ−７）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例３８と同一の条件で成膜して、実施例４２のスイッチング素子を得た。

試験例１１
上記の実施例３８〜４２のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１１に示す。また、図２９、３０には、それぞれ、実施例３８、３９のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図２９、３０の結果より、実施例３８、３９のスイッチング素子においては高抵抗状態１３８ａ、１３９ａ、及び低抵抗状態１３８ｂ、１３９ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図２９の実施例３８において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．１Ｖ以下では、低抵抗状態１３８ｂから高抵抗状態１３８ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．４Ｖ以上では、高抵抗状態１３８ａから低抵抗状態１３８ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、図３０の実施例３９においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．０Ｖ以下で、低抵抗状態１３９ｂから高抵抗状態１３９ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．８Ｖ以上では、高抵抗状態１３９ａから低抵抗状態１３９ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。
また、この双安定性は実施例３８〜４２のすべてのスイッチング素子で得られ、表１１に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．１〜−１．２Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．８〜２．７Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてキノンイミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例４３のスイッチング素子を形成した。キノンイミン系化合物としては、下記の構造式（Ｍ−４）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、キノンイミン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

キノンイミン系化合物として、下記の構造式（Ｍ−８）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例４３と同一の条件で成膜して、実施例４４のスイッチング素子を得た。

キノンイミン系化合物として、下記の構造式（Ｍ−９）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例４３と同一の条件で成膜して、実施例４５のスイッチング素子を得た。

キノンイミン系化合物として、下記の構造式（Ｎ−４）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例４３と同一の条件で成膜して、実施例４６のスイッチング素子を得た。

試験例１２
上記の実施例４３〜４６のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１２に示す。また、図３１、３２には、それぞれ、実施例４３、４４のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図３１、３２の結果より、実施例４３、４４のスイッチング素子においては高抵抗状態１４３ａ、１４４ａ、及び低抵抗状態１４３ｂ、１４４ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図３１の実施例４３において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．２Ｖ以下では、低抵抗状態１４３ｂから高抵抗状態１４３ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．８Ｖ以上では、高抵抗状態１４３ａから低抵抗状態１４３ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約３×１０^２が得られた。
また、図３２の実施例４４においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．７Ｖ以下で、低抵抗状態１４４ｂから高抵抗状態１４４ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．８Ｖ以上では、高抵抗状態１４４ａから低抵抗状態１４４ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、この双安定性は実施例４３〜４６のすべてのスイッチング素子で得られ、表１２に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．０〜−０．７Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．４〜２．８Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてスチルベン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例４７のスイッチング素子を形成した。スチルベン系化合物としては、下記の構造式（Ｏ−３）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、スチルベン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

実施例４７で使用した前記構造式（Ｏ−３）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｏ−６）で示される双安定材料に代えた以外は実施例４７と同様にして、スイッチング素子を作製した。

実施例４７で使用した前記構造式（Ｏ−３）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｏ−７）で示される双安定材料に代えた以外は実施例４７と同様にして、スイッチング素子を作製した。

実施例４７で使用した前記構造式（Ｏ−３）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｏ−９）で示される双安定材料に代えた以外は実施例４７と同様にして、スイッチング素子を作製した。

試験例１３
上記の実施例４７、４８のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１３に示す。また、図３３、３４には、それぞれ、実施例４７、４８のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図３３、３４の結果より、実施例４７〜５０スイッチング素子においては高抵抗状態１４７ａ、１４８ａ、及び低抵抗状態１４７ｂ、１４８ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図３３の実施例４７において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下では、低抵抗状態１４７ｂから高抵抗状態１４７ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が６．０Ｖ以上では、高抵抗状態１４７ａから低抵抗状態１４７ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約６×１０^５が得られた。
また、図３４の実施例４８においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．８Ｖ以下で、低抵抗状態１４８ｂから高抵抗状態１４８ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が９．８Ｖ以上では、高抵抗状態１４８ａから低抵抗状態１４８ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約２×１０^５が得られた。
また、この双安定性は実施例４７〜５０のすべてのスイッチング素子で得られ、表１３に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．８〜−０．５Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が５．８〜９．８Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてブタジエン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５１のスイッチング素子を形成した。ブタジエン系化合物としては、下記の構造式（Ｐ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、ジシアノ系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

ブタジエン系化合物として、下記の構造式（Ｐ−２）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例５１と同一の条件で成膜して、実施例５２のスイッチング素子を得た。

ブタジエン系化合物として、下記の構造式（Ｐ−３）の化合物を用い、各蒸着層の厚さを、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂが、それぞれ１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように、実施例５１と同一の条件で成膜して、実施例５３のスイッチング素子を得た。

試験例１４
上記の実施例５１〜５３のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１４に示す。また、図３５、３６には、それぞれ、実施例５１、５２のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図３５、３６の結果より、実施例５１、５２のスイッチング素子においては高抵抗状態１５１ａ、１５２ａ、及び低抵抗状態１５１ｂ、１５２ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図３５の実施例５１において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−１．１Ｖ以下では、低抵抗状態１５１ｂから高抵抗状態１５１ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．２Ｖ以上では、高抵抗状態１５１ａから低抵抗状態１５１ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^５が得られた。
また、図３６の実施例５２においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．６Ｖ以下で、低抵抗状態１５２ｂから高抵抗状態１５２ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．１Ｖ以上では、高抵抗状態１５２ａから低抵抗状態１５２ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^４が得られた。
また、この双安定性は実施例５１〜５３のすべてのスイッチング素子で得られ、表１４に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が−０．６〜−１．４Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．１〜２．１Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてスチルベン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５４のスイッチング素子を形成した。スチルベン系化合物としては、下記の構造式（Ｑ−４）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、スチルベン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

実施例５４で使用した前記構造式（Ｑ−４）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｑ−５）で示される双安定材料に代えた以外は実施例５４と同様にして、スイッチング素子を作製した。

実施例５４で使用した前記構造式（Ｑ−４）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｑ−７）で示される双安定材料に代えた以外は実施例５４と同様にして、スイッチング素子を作製した。

実施例５４で使用した前記構造式（Ｑ−４）で示される双安定材料を、下記の構造式（Ｑ−１０）で示される双安定材料に代えた以外は実施例５４と同様にして、スイッチング素子を作製した。

試験例１５
上記の実施例５４、５５のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１５に示す。また、図３７、３８には、それぞれ、実施例５４、５５のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
なお、測定条件としては、各スイッチング素子には、１００ｋΩから１ＭΩの範囲の電気抵抗を直列に接続し、ＯＮ状態の電流を制限して過電流による素子の損傷を抑制した。

図３７、３８の結果より、実施例５４〜５７スイッチング素子においては高抵抗状態１５４ａ、１５５ａ、及び低抵抗状態１５４ｂ、１５５ｂの双安定性が得られた。
すなわち、図３７の実施例５４において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が２Ｖ以下では、低抵抗状態１５４ｂから高抵抗状態１５４ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が１５．５Ｖ以上では、高抵抗状態１５４ａから低抵抗状態１５４ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１×１０^２が得られた。
また、図３８の実施例５５においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０Ｖ以下で、低抵抗状態１５５ｂから高抵抗状態１５５ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が３．２Ｖ以上では、高抵抗状態１５５ａから低抵抗状態１５５ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１×１０^３が得られた。
また、この双安定性は実施例５４〜５７のすべてのスイッチング素子で得られ、表１５に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０〜２Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が３．２〜１５．５Ｖである双安定状態が得られた。

以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作製した。
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてトリフェニルアミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５８のスイッチング素子を形成した。トリフェニルアミン系化合物としては、下記の構造式（Ｒ−１）の化合物を用いた。

なお、電極層２１ａ、双安定材料層３０、電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０^−６ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、トリフェニルアミン系化合物の蒸着は、抵抗加熱方式で成膜速度は２Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。

基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとして金を、双安定材料層３０としてトリフェニルアミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５８のスイッチング素子を形成した。トリフェニルアミン系化合物としては、下記の構造式（Ｒ−２１）の化合物を用いた。

基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてトリフェニルアミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５８のスイッチング素子を形成した。トリフェニルアミン系化合物としては、下記の構造式（Ｒ−２４）の化合物を用いた。

基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてトリフェニルアミン系化合物を、電極層２１ｂとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、実施例５８のスイッチング素子を形成した。トリフェニルアミン系化合物としては、上記の構造式（Ｒ−２７）の化合物を用いた。

試験例１６
上記の実施例５８〜６１のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定し、図４１における閾値電圧である、低閾値電圧Ｖｔｈ１、高閾値電圧Ｖｔｈ２を測定した結果をまとめて表１６に示す。また、図３９、４０には、それぞれ、実施例５８、５９のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。

図３９、４０の結果より、実施例５８、５９のスイッチング素子においては高抵抗状態１５８ａ、１５９ａ、及び低抵抗状態１５８ｂ、１５９ｂの双安定性が得られた。
すなわち図３９の実施例５８において、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．０Ｖでは、低抵抗状態１５８ｂから高抵抗状態１５８ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が２．８Ｖ以上では、高抵抗状態１５８ａから低抵抗状態１５８ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、図４０の実施例５９においては、低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．０Ｖで、低抵抗状態１５９ｂから高抵抗状態１５９ａへ（ｏｎ状態からｏｆｆ状態へ）遷移して抵抗値が変化した。また、高閾値電圧Ｖｔｈ２が９．２Ｖ以上では、高抵抗状態１５９ａから低抵抗状態１５９ｂへ（ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ）遷移して抵抗値が変化し、この際の低抵抗状態／高抵抗状態の比として、約１０^３が得られた。
また、この双安定性は実施例５８〜６１のすべてのスイッチング素子で得られ、表１６に示すような低閾値電圧Ｖｔｈ１が０．０Ｖ、及び高閾値電圧Ｖｔｈ２が１．６〜９．２Ｖである双安定状態が得られた。

以上説明したように、本発明によれば、材料組成の変動を抑制して均一な双安定特性を得ることができ、量産に適するスイッチング素子を提供できる。したがって、このスイッチング素子は、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリ等に好適に利用できる。

【０００３】
のない、均一な品質のスイッチング素子を量産することが困難であるという問題点があった。
また、Ｌ．Ｍａらは１成分の有機材料を用いて双安定性を得るに際して、有機膜中に導電性微粒子を分散させることを必須の条件としており、双安定材料としては不充分な特性しか得られていないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、材料組成の変動を抑制し、均一な双安定特性を得ることができ、かつ、有機双安定材料のみでも充分な双安定性が得られ、量産に適するスイッチング素子を提供することを目的とする。
発明の開示
すなわち、本発明のスイッチング素子は、印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、少なくとも２つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、
前記有機双安定材料が、一つの分子内に、電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有する化合物により実質的に構成されていることを特徴とする。
本発明のスイッチング素子によれば、有機双安定材料が、一分子中に電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有している１成分系であるので、従来の２成分系の有機双安定材料のような、製造時の構成比のバラツキが起こり得ないので、常に一定の双安定性能を得ることができる。
また、特に真空蒸着法等により薄膜形成する場合には、共蒸着等の複雑な手法を用いなくてもよいので製造効率が良く、大面積で均一に、かつ低コストで製造することができる。
本発明においては、前記化合物が、下記の構造式（Ａ）で示されるアミノイミダゾール系の化合物であることが好ましい。

（Ｘ^１，Ｘ^２は、それぞれＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は、それぞれ水素原子又は

【００１３】
つの分子内に電子供与性の官能基と、電子受容性の官能基とを有する化合物により実質的に構成されていることを特徴としている。
電子供与性の官能基としては、−ＳＣＨ_３、−ＯＣＨ_３、−ＮＨ_２、−ＮＨＣＨ_３、−Ｎ（ＣＨ_３）_２等が挙げられ、電子受容性の官能基としては、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ_３、−ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、−ＣＯＯＨ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、−Ｉ、−ＯＨ、−Ｆ、＝Ｏ等が挙げられる。
また、一つの分子内に上記の電子供与性の官能基と、上記の電子受容性の官能基とを有する化合物としては、アミノイミダゾール系化合物、ピリドン系化合物、スチリル系化合物、スチルベン系化合物、ブタジエン系化合物等が挙げられる。
上記の化合物のうち、本発明においては、下記の構造式（Ａ）で示されるアミノイミダゾール系の化合物を用いることが好ましい。

（Ｘ^１，Ｘ^２は、それぞれＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
上記の化合物においては、ＣＮ基、又は、ＮＯ_２基が電子受容性の官能基となり、ＮＨ_２基、ＮＨＣＨ_３基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることができる。
ここで、上記のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３がアルキル基の場合には、Ｃ６以下のアルキル基が好ましく、Ｃ２以下のアルキル基がより好ましい。Ｃ７以上のアルキル基になると、電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなアミノイミダゾール系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ａ−１）〜（Ａ−４）で示される化合物が挙げられる。

Claims (19)

1. 印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、少なくとも２つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、前記有機双安定材料が、一つの分子内に、電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを有する化合物を少なくとも含有することを特徴とするスイッチング素子。
2. 前記化合物が、下記の構造式（Ａ）で示されるアミノイミダゾール系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｘ^１，Ｘ^２は、それぞれＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
3. 前記化合物が、下記の構造式（Ｂ）で示されるγ−ピリドン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｒ^４は水素原子、又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
4. 前記化合物が、下記の構造式（Ｃ）で示されるイミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｘ^３はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^５，Ｒ^６はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
5. 前記化合物が、下記の構造式（Ｄ）で示されるイミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｘ^４はＣＮ又はＮＯ_２、Ｒ^７，Ｒ^８はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、ｍは１〜５の整数を表す。）
6. 前記化合物が、下記の構造式（Ｅ）で示される化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｙ^１，Ｙ^２は、一方が窒素原子、他方がアミノ基もしくは炭素数１〜６のアルキルアミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。）
7. 前記化合物が、下記の構造式（Ｆ）で示される化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｒ^９，Ｒ^１０は、それぞれ水素原子又は炭素数２以下のアルキル基、Ｒ^１１，Ｒ^１２は、水素原子又はアミノ基を表す。）
8. 前記化合物が、下記の構造式（Ｇ）で示される化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｒ^１３，Ｒ^１４，Ｒ^１５は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
9. 前記化合物が、下記の構造式（Ｈ）で示されるイミンキノン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
   

   

   （Ｒ^１６，Ｒ^１７は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ^１８，Ｒ^１９は、それぞれ置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、水素原子のいずれかを表し、またＲ^１８，Ｒ^１９のうち少なくとも一つは置換基を有してもよいアリール基である。）
10. 前記化合物が、下記の構造式（Ｉ）で示されるキノンイミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^２０〜Ｒ^２３は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
11. 前記化合物が、下記の構造式（Ｊ）で示されるジシアノ系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^２４，Ｒ^２５，Ｒ^２６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、炭素数１から６のアルコキシル基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数、ｉは１〜４の整数を表す。）
12. 前記化合物が、下記の構造式（Ｋ）で示されるピリドン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^２７，Ｒ^２８，Ｒ^２９は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３０は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、ｉは１〜４の整数を表す。）
13. 前記化合物が、下記の構造式（Ｌ）で示されるピリドン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^３１，Ｒ^３２は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^３３は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基又は環を形成する残基、Ｒ^３４，Ｒ^３５は置換基を有してもよいアリール基又は水素で少なくとも一方は置換基を有しても良いアリール基、ｉは１〜４の整数を表す。）
14. 前記化合物が、下記の構造式（Ｍ）で示されるキノンイミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^３６，Ｒ^３７は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^３８は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍは１〜５の整数を表す。）
15. 前記化合物が、下記の構造式（Ｎ）で示されるキノンイミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^３９，Ｒ^４０は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、Ｒ^４１，Ｒ^４２，Ｒ^４３はそれぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１から６のアルキル基、アリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｉは１〜４の整数、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
16. 前記化合物が、下記の構造式（Ｏ）で示されるスチルベン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^４４，Ｒ^４５，Ｒ^４６は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^４７は水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表す。）
17. 前記化合物が、下記の構造式（Ｐ）で示されるブタジエン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^４８，Ｒ^４９は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表し、Ｒ^５０，Ｒ^５１は、それぞれ水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアリール基のいずれかを表す。ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表す。）
18. 前記化合物が、下記の構造式（Ｑ）で示されるスチルベン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^５２，Ｒ^５３，Ｒ^５４，Ｒ^５５は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｑは１〜９の整数を表す。）
19. 前記化合物が、下記の構造式（Ｒ）で示されるトリフェニルアミン系の化合物である請求項１記載のスイッチング素子。
    

    

    （Ｒ^５６，Ｒ^５７，Ｒ^５８，Ｒ^５９，Ｒ^６０は、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルコキシル基、置換基を有してもよいアリール基、環を形成する残基のいずれかを表し、ｍ，ｎ，ｏ，ｐはそれぞれ１〜５の整数を表し、ｉは１〜４の整数を表し、ｒは１〜２の整数を表す。）

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