RU2071126C1 - Запоминающий элемент - Google Patents
Запоминающий элемент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071126C1 RU2071126C1 SU5060184A RU2071126C1 RU 2071126 C1 RU2071126 C1 RU 2071126C1 SU 5060184 A SU5060184 A SU 5060184A RU 2071126 C1 RU2071126 C1 RU 2071126C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- conductors
- storage element
- molecular
- storage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
- G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах ЭВМ, в разработках систем ассоциативной памяти. Устройство позволяет повысить информационную плотность, надежность и упростить технологию производства за счет того, что молекулярный носитель информации выполнен из соединения с низкоразмерной структурой и нанесен на дополнительный слой носителя зарядов с электронно-ионной проводимостью, что позволяет записывать и считывать информацию в цифровом или аналого-дискретном виде. 2 ил.
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах ЭВМ, в разработке систем ассоциативных запоминающих устройств, создание банкой данных с прямым доступом, создание видео-аудио аппаратуры нового поколения.
В настоящее время использование полупроводниковой технологии в области микроэлектроники, создании электронных устройств ограничено тем, что имеет ограниченную подвижность электронов, большое тепловыделение и сложность производства [1, 2]
Сейчас идет интенсивный поиск новых принципов функционирования и производства электронных устройств с использованием супермолекулярных ансамблей, характеризующихся своими малыми размерами, разнообразием форм и которые под воздействием электрического, магнитного полей или светового облучения изменяют свои электрофизические или оптические характеристики.
Сейчас идет интенсивный поиск новых принципов функционирования и производства электронных устройств с использованием супермолекулярных ансамблей, характеризующихся своими малыми размерами, разнообразием форм и которые под воздействием электрического, магнитного полей или светового облучения изменяют свои электрофизические или оптические характеристики.
Этот подход открывает перспективы создания электронных устройств нового поколения, основанных на новых механизмах хранения и преобразования информации и подборе соответствующих материалов. Устройств, которые могут обладать более высокой плотностью элементов, простой технологией и высокой надежностью.
Известно органическое запоминающее устройство, содержащее запоминающую матрицу на органическом компаунде, детектор, адресный дешифратор, регистр маски. Запоминающая матрица имеет пятислойную структуру [3] Недостатком данного устройства является сложность и громоздкость запоминающей матрицы и самого устройства, что весьма существенно при изготовлении и эксплуатации. Сложность и громоздкость обусловлены тем, что введен новый элемент регистр маски.
Наиболее близким к заявляемому является запоминающее устройство на органической основе, состоящее из источника питания, адресных шин (Х, Y - адреса), детектора и запоминающей матрицы. Запоминающий элемент матрицы состоит из диэлектрического основания, на которое нанесены два взаимно перпендикулярных слов проводников со слоем молекулярного носителя информации между ними и защитный слой [4] Слой молекулярного носителя информации выполнен из органической двухкомпонентной системы окислительно-восстановительной пары соединений, таких как ферроцен ферроцениум, ориентированных перпендикулярно диэлектрическому слою. Процесс записи основан на явлении туннелирования [4]
В известном устройстве процесс записи и стирания информации происходит посредством электрического поля, а считывание оптическим способом, что существенно усложняет механизм позиционирования, поэтому размеры запоминающего элемента и его информационная плотность при тех же топологических размерах металлической разводки определяется оптическим устройством, т. е. дальнейшее повышение плотности запоминающих элементов невозможно. Кроме того, оптическое считывание также снижает надежность работы запоминающего элемента вследствие сложности позиционирования оптического луча.
В известном устройстве процесс записи и стирания информации происходит посредством электрического поля, а считывание оптическим способом, что существенно усложняет механизм позиционирования, поэтому размеры запоминающего элемента и его информационная плотность при тех же топологических размерах металлической разводки определяется оптическим устройством, т. е. дальнейшее повышение плотности запоминающих элементов невозможно. Кроме того, оптическое считывание также снижает надежность работы запоминающего элемента вследствие сложности позиционирования оптического луча.
Задачей изобретения является повышение информационной плотности запоминающего элемента, повышения надежности его работы и простота изготовления.
Поставленная задача решается тем, что молекулярный запоминающий элемент, содержащий диэлектрическое основание, на которое нанесены два взаимно перпендикулярных слоя проводников со слоем молекулярного носителя информации между ними и защитный слой, на нижний слой проводников нанесен дополнительный слой носителя зарядов с электронно-ионной проводимостью с расположенным на нем слоем молекулярного носителя информации, выполненного из соединений с низкоразмерной структурой, дискретно изменяющим в рабочем диапазоне проводимость с записью цифровой или аналого-дискретной информации.
Отличительным от прототипа признаками является: нанесение дополнительного слоя носителя зарядов с электронно-ионной проводимостью; молекулярный носитель информации, расположенный на слое носителя зарядов, выполнен из соединения с низкоразмерной структурой, дискретно изменяющим в рабочем диапазоне проводимость с записью цифровой или аналого-дискретной информации.
Поиск по патентной и научно-техническим источникам информации, анализ уровня техники не выявил устройств, характеризующихся признаками, идентичными существенным признакам и совпадающих с отличительными признаками заявляемого изобретения, обеспечивающими достижение технического результата. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизной" и "изобретательский уровень".
Использование в молекулярном запоминающем элементе химических соединений с низкоразмерной структурой обусловлено тем, что соединения с низкоразмерной структурой характеризуются электронной структурной неустойчивостью и под воздействием критического электрического поля происходит обратимое электронно-структурное преобразование. Электронно-структурное преобразование под действием электрического поля происходит за счет переноса заряда из слоя с электронно-ионной проводимостью, приводящего к существенному изменению проводимости молекулярной системы: переход диэлектрик-металл или полупроводник.
На фиг. 1 представлена схема поперечного разреза молекулярного запоминающего элемента.
Запоминающий элемент содержит диэлектрическое основание 1, на которое нанесен слой проводников 2, поверх которого нанесен дополнительный дискретный слой носителей заряда с электронно-ионной проводимостью, например, LiNbS3. Слой молекулярного носителя информации 4, расположенный на слои носителя заряда, выполнен из ориентированного соединения с низкоразмерной структурой, например, из тетрацианхинодиметана (TSNG). Слой проводников 5 нанесен ортогонально слою проводников 2. Поверх структуры выполнен защитный слой 6.
Запоминающий элемент работает следующим образом. При записи логической "1" на проводники 2 и 4, которые являются Х и Y адресами запоминающей матрицы, подается импульсное напряжение Езап., превышающее пороговое напряжение Eпор., которое определяется конкретным составом используемых соединений. После записывающего электрического импульса сопротивление запоминающего элемента переходит из высокоомного состояния в низкоомное. При считывании информации на те же адресные проводники подается контрольное напряжение Еcч., по величине меньше Eпор.. По величине протекаемого тока можно судить о состоянии запоминающего элемента: низкоомное состояние при записи логической "1", или высокоомное состояние при записи логического "0", или наоборот. При стирании информации на соответствующие выводы Х и Y подается импульсное напряжение Eст.. Соответствующая диаграмма работы запоминающего элемента представлена на фиг. 2.
Процесс записи идет за счет того, что в молекулярной системе с низкоразмерной структурной под воздействием приложенного напряжения происходит изменение электронного распределения и переход из состояния с низкой проводимостью в состояние с высокой проводимостью молекулярной системы.
Количественные характеристики исходного и конечного состояния зависят от вида используемых соединений и степени воздействия на них. Задавая время и величину действия электрического поля можно получить заданное значение проводимости, т. е. задавая время и силу воздействия, подавая определенную величину заряда можно получить заданное изменение проводимости. Измеряя соответствующее сопротивление можно получить информацию в цифровом или аналого-цифровом виде, что в свою очередь увеличивает информационную плотность на единицу поверхности.
Результаты проверки работы опытного образца показали, что при различных значениях Eзап. и времени воздействия меняется проводимость слоя носителя информации, т.е. идет стабильная запись информации в цифровом или аналого-дискретном виде.
Считывание информации происходить путем измерения сопротивления известными методами.
Стирание производится подачей на запоминающий элемент электрического поля обратной полярности.
Выполнение заявляемого молекулярного запоминающего элемента, в виде сочетания в нем слоя из соединения с низкоразмерной структурой и слоя с электронно-ионной проводимостью позволяет:
1. повысить информационную плотность запоминающего устройства по сравнению с полупроводниковой технологией. В случае молекулярной технологии площадь занимаемая одним элементом памяти равна А2 (А ширина проводника), в то время как для полупроводниковой технологии соответствующий элемент занимает площадь около 30 100 A2. Изменяя величину Eзап. и время воздействия на слой носителя информации получают запись в цифровом или аналого-дискретном виде. Более того, в молекулярной технологии можно легко осуществлять сэндвичную структуру, переходить к многослойным запоминающим устройствам;
2. Такое выполнение запоминающего элемента позволяет повысить надежность работы и упростить его изготовление и эксплуатацию.
1. повысить информационную плотность запоминающего устройства по сравнению с полупроводниковой технологией. В случае молекулярной технологии площадь занимаемая одним элементом памяти равна А2 (А ширина проводника), в то время как для полупроводниковой технологии соответствующий элемент занимает площадь около 30 100 A2. Изменяя величину Eзап. и время воздействия на слой носителя информации получают запись в цифровом или аналого-дискретном виде. Более того, в молекулярной технологии можно легко осуществлять сэндвичную структуру, переходить к многослойным запоминающим устройствам;
2. Такое выполнение запоминающего элемента позволяет повысить надежность работы и упростить его изготовление и эксплуатацию.
Надежность элемента памяти, основанная на молекулярном принципе, определяется, с одной стороны простой технологией изготовления. Процесс сборки регламентируется определенными физико-химическими условиями синтеза, что предопределяет простоту изготовления и идентичность создаваемых молекулярных образований и следовательно, проявления физических эффектов, определяющих явление запоминания.
С другой стороны, избыточное количество молекулярных ансамблей, находящихся между двумя ортогональными проводниками многократно дублируют друг друга. Кроме того, запоминающий элемент прост в эксплуатации, так как по одним и тем же проводникам происходит считывание, запись и стирание информации.
Заявляемое изобретение предназначено для использования в вычислительной технике.
Claims (1)
- Запоминающий элемент, содержащий последовательно расположенные диэлектрическое основание и проводники первой группы, проводники второй группы, ортогональные проводникам первой группы, запоминающий слой, защитный слой, отличающийся тем, что содержит слой носителя заряда с электронно-ионной проводимостью, запоминающий слой выполнен из соединения с низкоразмерной структурой и нанесен на нижнюю поверхность проводников второй группы, на проводниках первой группы последовательно расположены слой носителя заряда с электронно-ионной проводимостью, проводники второй группы и защитный слой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060184 RU2071126C1 (ru) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Запоминающий элемент |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060184 RU2071126C1 (ru) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Запоминающий элемент |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2071126C1 true RU2071126C1 (ru) | 1996-12-27 |
Family
ID=21612324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5060184 RU2071126C1 (ru) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Запоминающий элемент |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2071126C1 (ru) |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627944B2 (en) | 2001-05-07 | 2003-09-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Floating gate memory device using composite molecular material |
US6768157B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-07-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6781868B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-08-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Molecular memory device |
US6806526B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-10-19 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6809955B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-10-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Addressable and electrically reversible memory switch |
US6815286B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-11-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6838720B2 (en) | 2001-08-13 | 2005-01-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with active passive layers |
US6844608B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-01-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reversible field-programmable electric interconnects |
US6855977B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-02-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with a self-assembled polymer film and method of making the same |
US6858481B2 (en) | 2001-08-13 | 2005-02-22 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with active and passive layers |
US6873540B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-03-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Molecular memory cell |
US6995649B2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-02-07 | Knowmtech, Llc | Variable resistor apparatus formed utilizing nanotechnology |
US7012276B2 (en) | 2002-09-17 | 2006-03-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | Organic thin film Zener diodes |
US7392230B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-06-24 | Knowmtech, Llc | Physical neural network liquid state machine utilizing nanotechnology |
US7398259B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-07-08 | Knowmtech, Llc | Training of a physical neural network |
US7412428B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-08-12 | Knowmtech, Llc. | Application of hebbian and anti-hebbian learning to nanotechnology-based physical neural networks |
US7420396B2 (en) | 2005-06-17 | 2008-09-02 | Knowmtech, Llc | Universal logic gate utilizing nanotechnology |
US7426501B2 (en) | 2003-07-18 | 2008-09-16 | Knowntech, Llc | Nanotechnology neural network methods and systems |
US7460698B2 (en) | 1996-09-25 | 2008-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic picture processing method and ultrasonic picture processing apparatus |
US7502769B2 (en) | 2005-01-31 | 2009-03-10 | Knowmtech, Llc | Fractal memory and computational methods and systems based on nanotechnology |
US7599895B2 (en) | 2005-07-07 | 2009-10-06 | Knowm Tech, Llc | Methodology for the configuration and repair of unreliable switching elements |
US7752151B2 (en) | 2002-06-05 | 2010-07-06 | Knowmtech, Llc | Multilayer training in a physical neural network formed utilizing nanotechnology |
US7827131B2 (en) | 2002-08-22 | 2010-11-02 | Knowm Tech, Llc | High density synapse chip using nanoparticles |
US7930257B2 (en) | 2007-01-05 | 2011-04-19 | Knowm Tech, Llc | Hierarchical temporal memory utilizing nanotechnology |
US8156057B2 (en) | 2003-03-27 | 2012-04-10 | Knowm Tech, Llc | Adaptive neural network utilizing nanotechnology-based components |
US9269043B2 (en) | 2002-03-12 | 2016-02-23 | Knowm Tech, Llc | Memristive neural processor utilizing anti-hebbian and hebbian technology |
-
1992
- 1992-08-27 RU SU5060184 patent/RU2071126C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 3833894, кл. G 11C 13/00, 1974. * |
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7460698B2 (en) | 1996-09-25 | 2008-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic picture processing method and ultrasonic picture processing apparatus |
US7113420B2 (en) | 2001-05-07 | 2006-09-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Molecular memory cell |
US6781868B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-08-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Molecular memory device |
US6855977B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-02-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with a self-assembled polymer film and method of making the same |
US7183141B1 (en) | 2001-05-07 | 2007-02-27 | Spansion Llc | Reversible field-programmable electric interconnects |
US6809955B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-10-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Addressable and electrically reversible memory switch |
US6627944B2 (en) | 2001-05-07 | 2003-09-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Floating gate memory device using composite molecular material |
US6844608B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-01-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reversible field-programmable electric interconnects |
US6873540B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-03-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Molecular memory cell |
US6864522B2 (en) | 2001-08-13 | 2005-03-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6858481B2 (en) | 2001-08-13 | 2005-02-22 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with active and passive layers |
US6768157B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-07-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6806526B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-10-19 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6815286B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-11-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device |
US6838720B2 (en) | 2001-08-13 | 2005-01-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory device with active passive layers |
US7107252B2 (en) | 2002-03-12 | 2006-09-12 | Knowm Tech, Llc | Pattern recognition utilizing a nanotechnology-based neural network |
US7398259B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-07-08 | Knowmtech, Llc | Training of a physical neural network |
US6995649B2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-02-07 | Knowmtech, Llc | Variable resistor apparatus formed utilizing nanotechnology |
US7039619B2 (en) | 2002-03-12 | 2006-05-02 | Knowm Tech, Llc | Utilized nanotechnology apparatus using a neutral network, a solution and a connection gap |
US7412428B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-08-12 | Knowmtech, Llc. | Application of hebbian and anti-hebbian learning to nanotechnology-based physical neural networks |
US9269043B2 (en) | 2002-03-12 | 2016-02-23 | Knowm Tech, Llc | Memristive neural processor utilizing anti-hebbian and hebbian technology |
US7392230B2 (en) | 2002-03-12 | 2008-06-24 | Knowmtech, Llc | Physical neural network liquid state machine utilizing nanotechnology |
US7752151B2 (en) | 2002-06-05 | 2010-07-06 | Knowmtech, Llc | Multilayer training in a physical neural network formed utilizing nanotechnology |
US7827131B2 (en) | 2002-08-22 | 2010-11-02 | Knowm Tech, Llc | High density synapse chip using nanoparticles |
US7012276B2 (en) | 2002-09-17 | 2006-03-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | Organic thin film Zener diodes |
US8156057B2 (en) | 2003-03-27 | 2012-04-10 | Knowm Tech, Llc | Adaptive neural network utilizing nanotechnology-based components |
US7426501B2 (en) | 2003-07-18 | 2008-09-16 | Knowntech, Llc | Nanotechnology neural network methods and systems |
US7827130B2 (en) | 2005-01-31 | 2010-11-02 | Knowm Tech, Llc | Fractal memory and computational methods and systems based on nanotechnology |
US7502769B2 (en) | 2005-01-31 | 2009-03-10 | Knowmtech, Llc | Fractal memory and computational methods and systems based on nanotechnology |
US7420396B2 (en) | 2005-06-17 | 2008-09-02 | Knowmtech, Llc | Universal logic gate utilizing nanotechnology |
US7599895B2 (en) | 2005-07-07 | 2009-10-06 | Knowm Tech, Llc | Methodology for the configuration and repair of unreliable switching elements |
US7930257B2 (en) | 2007-01-05 | 2011-04-19 | Knowm Tech, Llc | Hierarchical temporal memory utilizing nanotechnology |
US8041653B2 (en) | 2007-01-05 | 2011-10-18 | Knowm Tech, Llc | Method and system for a hierarchical temporal memory utilizing a router hierarchy and hebbian and anti-hebbian learning |
US8311958B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-11-13 | Knowm Tech, Llc | Hierarchical temporal memory methods and systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2071126C1 (ru) | Запоминающий элемент | |
EP1434232B1 (en) | Memory cell | |
US6212093B1 (en) | High-density non-volatile memory devices incorporating sandwich coordination compounds | |
US8189366B2 (en) | Method and apparatus providing a cross-point memory array using a variable resistance memory cell and capacitance | |
US7113420B2 (en) | Molecular memory cell | |
US7149100B2 (en) | Serial transistor-cell array architecture | |
US8159858B2 (en) | Signal margin improvement for read operations in a cross-point memory array | |
US20020163830A1 (en) | Molecular memory device | |
US7811880B2 (en) | Fabrication of recordable electrical memory | |
JPS6295882A (ja) | 電気的記憶装置 | |
TWI731680B (zh) | 磁性儲存結構和元件 | |
JP2005526351A (ja) | 読み出し信号が最大で且つ電磁妨害を低減するmramセルおよびアレイ構造 | |
US6961263B2 (en) | Memory device with a thermally assisted write | |
Liu et al. | Research on improving the working current of NbOx-based selector by inserting a Ti layer | |
JP2004006861A (ja) | 寄生電流を低減した磁気ランダムアクセスメモリ | |
WO2009052682A1 (en) | Fabrication of recordable electrical memory | |
JPS60107797A (ja) | 分子記憶装置 | |
JPH01125688A (ja) | 有機被膜を分子範囲内で変性及びアドレスする方法 | |
JPH02149954A (ja) | 記録再生装置及び方法 | |
JPH02301037A (ja) | 記録・再生方法、記録方法、再生方法及びこの方法に用いる記録媒体 | |
JPS6166287A (ja) | 磁気バブルメモリ装置 |