TWI351734B - Method, apparatus and system for implementing mole - Google Patents
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1351734 Ο) 九、發明說明 • 【發明所屬之技術領域】 . 本發明係有關分子量子記憶體。 * 【先前技術】 典型磁性記憶體裝置利用由內嵌的導體產生之強大的 磁場來操縱記憶體元件材料中的磁域。用來形成磁性記憶 φ 體裝置之材料，如磁性隨機存取記憶體（MRAM)，經常以 大塊方式回應這些強大的磁場。磁場耦合以及大塊鐵磁性 記憶體材料限制MRAM之實際應用。另一方面，分子量 子材料，包含其中可用自旋態轉變選擇性定址多個磁性記 憶體狀態的那些分子，成爲取代MRAM裝置之一個有吸 引力的替代方案。然而’雖可使用核磁共振（NMR)定址分 子記憶體核子自旋狀態’此種方法需要大的磁場_以及射 頻（RF)激發技術。 ______^，一 【發明內容】 揭露用於實施分子量子記憶體之設備、系統及方法。 於一實施方式中，極化電子來源及相反極化電子來源可選 擇性耦接至探針組件的至少一探針頭。該至少一探針頭則 可電性耦接至分子，以使用從該些極化電子流來源選擇性 衍生出之時變極化電子流將資訊寫入至分子。 【實施方式】 -4 - (2) (2)1351734 下列詳細說明參照附圖。相同的元件符號可用於不同 圖中以辨別相同或類似的元件。於下列說明中，會提出特 定細節，諸如特定結構、架構、介面、技術等等，以提供 所主張之發明的各種態樣之詳盡的了解。然而，此種細節 僅供說明用，並且不應視爲對於所主張之發明的限制。在 獲得本揭露之優點後，對熟悉該項技藝者將很明顯地爲所 主張的發明之各種態樣可實施於與這些特定細節不同之其 他範例中。此外，於某些例子中，省略熟知的裝置、電路 、及方法的說明以不用非必要之細節模糊本發明之說明。 第1A圖圖解根據本發明之一實施方式的範例系統100 。系統100包含控制器102、極化電子流來源104與106、極 化電子流過濾器1 0 8與1 1 0、切換器1 1 2、掃描探針組件1 1 5 '掃描探針116與118、單分子磁體（SMM)122的陣列120、 基底124、以及耦接控制器102至系統100外部的其他裝置（ 未圖示）之共享匯流排或其他通訊路徑126，藉此允許資訊 及/或資料流至/出控制器102 » 系統1〇〇可呈現適用於根據本發明的分子量子記憶體 的實施方式之各種實體表現。例如，系統100可實施於記 憶體裝置內’如動態隨機存取（DRAM)裝置，或靜態隨機 存取記憶體（SRAM)裝置（如快速快取或快取加速器記億體 裝置）。替代地，系統1〇〇可實施於資料儲存裝置內，如硬 驅動機（HD)。然而，熟悉該項技藝者將理解到，「記億體 裝置」及/或「資料儲存裝置」爲某程度任意的，並且可 交換使用而不會背離本發明之精神與範疇。很清楚地，本 -5- (3) (3)1351734 發明不限制系統1 00的實施方式在此方面係如何特徵化。 另外，熟悉該項技藝者將理解到系統100僅爲示意性的代 表，並且可能未按比例繪製。此外，自第1圖排除與本發 明無特別相關之系統100的某些特徵或元件，以不模糊本 發明。 控制器1 02可於各種實施方式中爲任何控制及/或處理 邏輯及/或裝置集合，包含能夠控制及/或處理適用於根據 本發明之分子量子記憶體的實施方式之功能的此類的邏輯 。例如，控制器1〇2可包含以分離的控制器積體電路（1C) 或微控制器I C的形式實施之控制邏輯，僅列舉幾種可能 。然而，本發明不限於此方面，並且控制器102可實施於 —般目的處理器及/或特定應用IC (AS 1C)中，僅列舉幾種 可能。另外，控制器102可包含單一裝置（如微處理器1C) 或可包含多個裝置（如封裝的邏輯1C集合）。 於一實施方式中，控制器102能夠執行支援分子量子 記憶體的實施方式之數項工作的任一項。這些工作包含， 例如，雖本發明不限於此方面，透過施加至切換器112、 來源1 04/1 06及/或過濾器108/110的適當控制信號，將數位 資訊（如二元資料）轉變成可變頻的切換圖案。控制器102 亦可提供探針1 1 6/1 1 8之掃描控制。於一實力施例中，系 統100的元件104-124可存在於如DRAM裝置的分離裝置中 ，同時控制器可有別於，但耦接至該裝置。於此類配置中 ，控制器1 02可視爲記憶體及/或硬碟控制器及/或控制邏 輯，雖然，所主張的本發明當然不限制施加於控制器1 02 1351734 ⑷ 的標示。 極化電子流來源104與106可包含能產生及/或提供極 化的電子流之任何裝置及/或材料。雖然來源1〇4係標示爲 上自旋極化電流的來源’並且來源106係標示爲下自旋極 化電流的來源’這些標示完全爲了後續系統1〇〇的討論之 目的而認定之任意的慣例。熟悉該項技藝者將理解到來源 104與106可分別毫無困難地標示爲下自旋與上自旋來源， 而不會背離本發明之精神與範疇。 於一實施方式中，來源104可包含適用於提供上自旋 極化電子之電流的半金屬材料，同時來源106可包含適用 於提供下自旋極化電子之電流的不同半金屬材料。半金屬 材料爲鐵磁性材料的一種已知種類，由於鐵磁解稱合，僅 兩分子電子自旋次能帶之一在費米能階具有可觀的能態密 度’其導致實質上完全載子電子自旋之極化。在已知的半 金屬中有如 MnAs與 CrAs之「閃鋅礦」化合物、如 NiMnSb 與 PtMnSb 之「半赫斯勒（semi-Heusler)相位」、 如La.7GSr.3()Mn03與Fe304之「混價的鈣鈦礦」、以及二 元氧化物Cr〇2，僅列舉數種範例。半金屬材料可以大塊 結晶的形式合成或形成薄分子層於包含砂基底的各種基底 上。熟悉該項技藝者將理解到，半金屬材料可用來形成具 有實質上完全自旋極化的可控制電子流來源。 然而，雖然來源104與106可利用半金屬材料，本發明 不限於此方面，並且熟悉該項技藝者將理解到其他鐵磁材· 料可利用於來源1 04與1 06中以提供極化的電子流。例如， (5) (5)1351734 已知鐵磁單晶體Ni<l 10>電線可提供極化電子流。 極化電子流過濾器108及110可包含能夠傳導及/或傳 遞僅單一極性之電子流之任何裝置及/或材料。換言之， 電流過濾器108與11〇可包含能過濾具有特定極性之電子流 之任何裝置及/或材料。雖然過濾器108標示爲上自旋極化 電流之過濾器（亦即，過濾器108傳導下自旋電流）以及過 濾器110標示爲下自旋極化電流之過濾器（亦即，過濾器 110傳導上自旋電流），這些標示完全爲了後續系統1〇〇的 討論之目的而認定之任意的慣例。因此，與上述有關於來 源1〇4與106之討論類似，熟悉該項技藝者將理解到過濾器 108與110可分別毫無困難地標示爲下自旋與上自旋過濾器 ，而不會背離本發明之精神與範疇。 於一實施方式中，過濾器108可包含適用於過濾掉上 自旋電子流（亦即適用於傳導實質上僅下自旋電子流）之半 金屬材料，同時過濾器110可包含適用於過濾掉下自旋電 子流（亦即適用於傳導實質上僅上自旋電子流）之不同的半 金屬材料。熟悉該項技藝者可理解到，半金屬材料可用來 形成具有實質上完全自旋極化特性之可控制電子流過濾器 〇 然而，雖然過濾器108與110可利用半金屬材料，本發 明不限於此方面，並且熟悉該項技藝者將理解到其他鐵磁 材料可利用於過濾器1 08與1 1 0中以提供極化的電子流過濾 之能力。例如，已知鐵磁單晶體Ni<l 10>電線可傳導僅一 極性之電子流。切換器112可包含能迅速切換於傳導及/或 -8 - (6) (6)1351734 傳遞僅一極性之電子流以傳導及/或傳遞另一極性之電子 流之間的任何裝置及/或機制。 探針組件Π 5可包含能將極化電子流傳導至/出探針 116與118之任何（諸）裝置及/或（諸）機制。於一實施方式中 ，裝配115可包含與傳統掃描穿隧顯微（scanning, tunnelling microscope; STM)探針組件中可見之一些機制，使裝配 115能令探針116與118掃描過及/或跨越陣列120的 SMM 122。雖然第1圖顯示探針組件115不包含元件104-112，本 發明不限於第1圖中所示之實施方式，並且元件104-1 12亦 可包含於探針組件1 15中。同樣地，控制器102可包含於探 針組件1 1 5中。 探針116與118能傳遞極化電子流至/出 SMM 122。亦 即，探針116與118能與陣列120之SMM 122維持一空間方 位，使電流穿隧可於探針116/118與SMM 122之間發生， 同時探針11 6/118掃描過及/或跨越陣列120，將於後詳述 。STM探針與固態材料之互動技術爲熟知。 SMM 122的陣列120可包含適當的 SMM 122陣列。例 如，陣列120可包含使用傳統沉積技術沉積的單層SMM。 SMM 122可包含皆知能呈現出實質電子自旋基態以及與大 塊鐵磁類似之磁滯循環的分子化合物。於大塊或層的形式 中，個別的SMM內之電子自旋之間的較強分子內力比較 弱的分子內磁耦合更顯著。雖然陣列120的分子標示爲 SMM 122，熟悉該項技藝者將理解到呈現出實質電子自旋 基態以及與大塊鐵磁類似之磁滯循環的任何分子可根據本 -9 - (7) (7)1351734 發明用於形成陣列120，無論那些分子被視爲、描述、及/ 或標示爲SMM與否。 於一實施方式中’各SMM I22可包含具有十二個鎂 離子的團簇化合物’ Mnl2012(CH3C00)16(H20)4(經常並於 此後稱爲「Mni2」）。Mni2可視爲具有電子自旋S=10基態 ，這係源自於各具有2單位之上自旋電子自旋動量的八個 Mn( III)原子以及各具有3/2單位之下自旋電子自旋動量的 四個Mn(IV)原子的組合。可使用諸如分子束磊晶的標準 技術直接將穩定的Mni2*子單層沉積於基底上，以產生 磁性獨立SMM陣列，如陣列1 20。然而，本發明不限於特 定類型的 SMM，並且熟悉該項技藝者將理解到SMM 122 可包含呈現出適當的電子自旋基態以及磁滯循環的其他分 子化合物。包含如Fe、V、Cr、及Co之過渡金屬離子的 其他SMM之特徵已充分地被描述。然而，將於後詳述， 可於對應至分子自旋S的量子化投射<m>之2S + 1自旋本徵 態之一中產生如SMM 122的任一者之個別的SMM。 具有特定內自旋態之個別的SMM之可控制的產生使 資訊得以被儲存。例如，皆知諸如Μη, 2的個別SMM可呈 現出由在主分子對稱軸上知分子自旋量子數S之投射<m> 的投射所標示之2S-1個獨特激發的自旋態。因此，例如， 各Mn12 SMM可呈現出2S-1=2(10)-1 = 19個獨特的激發自旋 態。根據本發明，並且將於後詳述，可使用具有時變極化 電流波形（P〇larized current waveform; PCW)的形式之極化 電子可控制地備置各SMM(如各SMM 122)，以佔據這些 -10- (8) (8)1351734 激發自旋態的一或更多者。 第1B圖更詳細圖解包含裝配115、探針116/118、及 —SMM 122之系統1〇〇的部分。如上述，裝配115可將探 針116/1 18定位於個別的SMM 122之上，使個別的探針頭 117與119能經由穿隧傳遞極化電子流至及/或出SMM。 第2A圖圖解根據本發明之另一實施方式的系統2〇〇, 同時第2B圖更詳細圖解系統200的部分。系統200包含控 制器202、掃描探針組件204、掃描探針206與208、單分子 磁體（SMM)212的陣列210、基底214、以及耦接控制器202 至系統200外部的其他裝置（未圖示）之共享匯流排或其他 通訊路徑216，藉此允許資訊及/或資料流至/出控制器202 。如第2B圖中所示，探針206與208具有個別的頭218與 220，其包含個別的接觸222與224。 系統200可呈現適用於根據本發明的分子量子記憶體 的實施方式之各種實體表現。例如，與有關於系統100之 討論類似，系統200可實施於如隨機存取（RAM)之記憶體 裝置或如硬驅動機（HD)之資料儲存裝置內。然而，熟悉該 項技藝者將理解到，「記憶體裝置」及/或「資料儲存裝 置」爲某程度任意的，並且可交換使用而不會背離本發明 之精神與範疇。很清楚地，本發明不限制系統100的實施 方式在此方面係·如何特徵化。另外，熟悉該項技藝者將理 解到系統200僅爲示意性的代表，並且可能未按比例繪製 。此外，自第2A/B圖排除與本發明無特別相關之系統200 的某些特徵或元件，以不模糊本發明。 -11 - (9) (9)1351734 於一實施方式中，控制器202能夠執行支援分子量子 記憶體的實施方式之數項工作的任一項。這些工作包含’ 例如，雖本發明不限於此方面，將數位資訊（如二元資料） 轉變成供應到探針206及/或208之可變頻的切換圖案。控 制器202亦可提供探針206/208之掃描控制。於一實力施例 中，系統100的元件204-2 14可存在於如DRAM裝置或硬驅 動機裝置的分離裝置中，同時控制器202可有別於，但耦 接至’該裝置。於此類配置中，控制器202可稱爲記憶體 及，或硬碟控制器及/或控制邏輯，雖然，所主張的本發明 當然不限制施加至控制器202的標示。例如，控制器202可 包含以分離控制器1C或微控制器1C的形式實施之控制邏 輯，僅列舉幾種可能。然而，本發明不限於此方面，並且 控制器202可實施於一般目的處理器及/或ASIC中，僅列 舉其他幾個範例。另外，控制器202可包含單一裝置（如微 處理器1C)或可包含多個裝置（如封裝的邏輯ic集合）。 有別於系統100，系統200的接觸222與224可發射及/ 或過濾相反極性之電子流。因此，雖然施加至接觸22 2與 224的敘述標示絕無限制本發明，接觸222與224可稱爲極 化電流發射器。換言之’當控制器202供應時變電子流給 探針206時’接觸222可發射第一極性（如「向上」極性）之 時變電子流（亦即’接觸222可從控制器202供應給探針206 的電流中過濾掉「向下」極性電流）。同樣地，當控制器 202供應時變電子流給探針208時，接觸224可發射第二極 性（如「向下」極性）之時變電子流（亦即，接觸224可從控 -12- (10) (10)1351734 制器202供應給探針208的電流中過濾掉「向上」極性電流 )。當然，如上有關於系統1〇〇之敘述，描述系統200的接 觸222爲過濾掉「向下」極性電流以及接觸224爲過濾掉「 向上」極性電流的選擇完全爲任意的。 於一實施方式中’接觸222與224包含分別能夠發射及 /或過濾相對極性之實質上完全極化的電子流之半金屬電 子流材料。根據本發明，並將於下詳述，可使用具有 PCW形式之極化電子可控制地備置各 SMM(如各 SMM 122)，以佔據這些激發自旋態的一或更多者。 第3圖爲描述用於實施根據所主張的發明之分子量子 記憶體之方法300的流程圖。 雖然爲了方便說明，方法300以及關連的方法可參照 第1A/B圖之系統及/或第2A/B圖之系統200描述，所主張 的發明不限於此方面並且亦可有由根據所主張之發明的適 當裝置及/或裝置的組合所支援之其他方法或方式。 方法300首先使用PCW進行特定激發分子自旋狀態之 選擇性準備或「寫入」[動作302]。於動作302中使用的 PCW可取決於分子量子本徵態的本質。例如，SMM Mn12 的激發自旋本徵態以及激發方式的特徵已被描述。實施動 作302的一種方式爲令系統1〇〇之控制器1〇2將二元資訊轉 變成供應到切換器112之時變調變信號，以供應時變極化 電子流（亦即PCW)給探針116。 動作3 02中所用的PC W可包含變化脈衝寬度的上自旋 及/或下自旋極化電子流脈衝兩者。PCW可接著從探針頭 -13- (11) (11)1351734 117穿隧至SMM 122。將SMM 122暴露至PCW可於時變 極化電子流與SMM分子自旋基態之間建立交換互動，以 於SMM 12中產生激發自旋態。因可以選擇用於產生一或 更多激發SMM自旋態的PCW之確切的性質，動作3 02之 實施方式允許可控制地於特定資訊狀態中產生SMM 1 2。 換言之，藉由進行動作3 02可利用SMM來儲存資訊。 另一種實施動作302的方法爲令系統200的控制器202 提供時變電流至探針206及/或208。當電流通過接觸222及 /或224，那些接觸中的鐵磁半金屬材料可過濾所提供之電 流，以從接觸222及/或224發射出包含上自旋及/或下自旋 極化電子流脈衝兩者的時變極化電子流（亦即PCW)。所得 到的「寫入」PCW可包含極化相位兩者，使接觸222及/或 224可供應PCW的極化成分兩者至SMM 122。所得之時變 PCW可接著從探針接觸222及/或224之任一者穿隧至SMM 212，得以類似上述的方式於SMM中控制地產生激發自旋 態。 雖本發明不限於涉及特定PCW以及特定SMM的動作 3 02，可藉由考量包含Μη 12的SMM 122之範例實施方式而 促進對於動作302之理解。於1^!112的情況中，如上述，藉 由施加具有離散頻譜的協調磁脈衝至SMM而控制地及/或 選擇性地佔據十九個激發自旋態（跨越兩個自旋歧管）。因 此，可於SMM中儲存0到19之間的任意整數（亦即對應至 SMM基礎自旋態）。許多熟知的技術可用來將具有離散頻 譜的協調磁脈衝轉變成適用於動作302中的時變PCW。 -14- (12) (12)1351734 方法300接著進行激發分子自旋態之讀取[動作3 〇4]。 執行此動作的一種方法爲從透過動作3 〇2而置於一激發自 旋態中並且透過動作304而暴露至另一PCW之SMM來收 集極化電子流。於一實施方式中，系統1〇〇的控制器102可 調變切換器112以產生質問SMM 122之激發狀態的PCW。 那個PCW可接著透過探針頭117及SMM 122之間的穿隧及 /或散射而與SMM 122互動。根據由動作302於 SMM 122 中產生的特定激發自旋態，所獲得之電流可能具有極化相 依的振幅變異。自SMM 122散射之電流的極化相依的振 幅可由探針118的頭119收集並提供至過濾器108與110。控 制器102可分析過濾器108/110之輸出，以判斷SMM 122的 極化態，並且因此於動作3 02中儲存於SMM 122中的資訊 。按照此方式，於動作3 04中可存取或「讀取」動作302中 儲存或「寫入j至SMM 122中的任意整數。 實施動作3 04的另一種方式爲令系統200之控制器202 提供時變波形至探針206及/或208，藉此產生質問SMM 2 12之激發狀態之？€\^。質問？〇\¥可包含極化相位兩者 ，使接觸222及/或224可供應PCW的極化成分兩者至SMM 212。PCW與SMM 212的互動可產生自SMM 212散射之極 化電子流，其可由探針222及/或224過濾並且由控制器202 分析以「讀取」SMM 2 12的自旋態。例如，PCW可由具有 由探針頭222發射的「上」極化的一些電流脈衝構成，並 且其之散射振幅由探針頭224偵測或「過濾」。類似地， PCW亦可由具有由探針頭224發射的「下」極化的一些電 -15- (13) (13)1351734 流脈衝構成’並且其之散射振幅由探針頭222偵測或「過 濾」。 方法300最後可進行激發分子自旋態之抹除[動作3 〇6] 。實施動作3 06的一種方式爲令系統1〇0的控制器102提供 施加至切換器112的時變調變信號，以供應時變極化電子 流（亦即PCW)至探針116。於動作306中遞送至SMM 122 的PCW可包含由控制器1〇2選擇及/或準備之變化脈衝寬 度的上自旋及/或下自旋極化電子流，以將SMM 122返回 到其之基礎電子自旋態。換言之，可執行動作306以將 SMM 122置於適用於實施另一「寫入」動作（如動作3〇2) 的自旋態。 實施動作306的另一種方式爲令系統200之控制器202 提供時變電流至探針206及/或208。所獲得的「抹除」 PCW可包含極化相位兩者，使接觸222及/或224可供應 PCW的極化成分兩者至SMM 212。所得的時變PCW可接 著從接觸222及/或224的任一者穿隧至 SMM 212,以將 SMM 212可控制地置於其自旋基態及/或適合進—步處理 之自旋態，如方法的新實例的實行》 第3圖中所示的動作無須以所示的順序實施；亦無需 執行所有的動作。並且，與其他動作不相依之那些動作可 與其他動作平行執行。此外，方法3 00的一些動作可用硬 體及/或軔體及/或軟體實施及/或進行。然而，本發明不限 於此方面並且以硬體及/或韌體實施的動作可取而代之地 以軟體實施。很明顯地，可預期到與本發明之範疇與精神 -16- (14) (14)1351734 一致之方法3 00的軟體及/或硬體及/或韌體實施之許多此 類的組合。另外，方法300中之動作的至少一些可以機器 可讀取媒體中實施的指令或指令群實施。 與本發明之原理一致的一或更多實施方式之上述描述 提供解釋與說明，但並非意圖爲窮盡的或限制本發明之範 疇至所揭露之精確的形式。有鑑於上述教示，可有或可從 本發明的各種實施方式的實施獲得修改與變化。很明顯地 ’可利用許多實施方式提供方法、設備及/或系統以實施 與所主張之發明一致的分子量子記憶體。 本申請書之說明中所用的元件、動作或指令不應視爲 本發明之關鍵或必要者，除非如是說明。並且，在此所使 用之冠詞「一」意圖包含一或更多項目。此外，用於描述 本發明之實施方式的一些措辭，如「資料」或「値」於某 些情況中可互換使用。例如，熟悉該項技藝者將理解到可 互換使用極化態與自旋態之措辭，而不背離本發明之範疇 與精神。此外，當在此或隨後的申請專利範圍中使用諸如 「耦接」或「回應」的措辭時，應廣泛地解釋這些措辭。 例如，措辭「耦接」可意指通訊、電性及/或操作式耦接 ，視使用措辭之上下文而定。可對所主張之本發明的上述 (諸）實施方式做出各種變化與修改，而不實質上背離本發 明的精神與原理。所有此類修改與變化意圖包含於此揭露 之範疇內並由隨後之申請專利範圍所保護。 【圖式簡單說明】 •17- (15) (15)1351734 包含於此說明書並構成說明書之一部分的附圖圖解與 本發明的原理一致的一或更多實施方式，並且連同說明， 解釋此種實施方式。並非按比例繪圖，反而重點在於圖解 本發明的原理。於圖中， 第1A圖圖解適用於實施分子量子記憶體的範例系統 t 第1B圖更詳細圖解第1A圖之系統的部分； 第2A圖圖解適用於實施分子量子記憶體的另—系統 範例； 第2B圖更詳細圖解第2A圖之系統的部分：以及 第3圖爲描述實施分子量子記憶體之範例方法的流手呈 圖。 【主要元件符號說明】 100 :系統
104、106 :極化電子電流來源 1 0 8、1 1 0 :極化電子電流過濾器 1 12 :切換器 1 1 5 :掃描探針組件 1 1 6、1 1 8 :掃描探針 1 1 7 ' 11 9 :探針頭 1 2 0 :陣列 122 :單分子磁體（SMM) -18- (16)1351734 =基底 共享匯流排或其他通訊路徑 系統 控制器
掃描探針組件 208 :掃描探針 陣歹IJ
124 126 200 ： 202 ： 204 ： 206 ' 2 10： 2 12： 2 14： 216 : 2 18、 222、 3 00 ： 單分子磁體（SMM) 基底 共享匯流排或其他通訊路徑 220 ：頭 224 :接觸 方法 3 02-3 06 ：動作
Claims (1)
1351734 (1) 竹年3月场修(烫)正替換頁I 十、申請專利範圍 ——-1 附件3A: 第95H3044號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國99年3月23日修正 1. 一種用於實施分子量子記億體之設備，該設備包含 極化電子流之來源； 相反極化電子流之來源； 探針組件，其包含第一探針頭及第二探針頭，該等第 一及第二探針頭電性架構以選擇地耦接至一分子陣列的個 別分子；以及 具有一開關之切換機制，藉由選擇性將該極化電子流 之來源或該相反極化電子流之來源耦接至該第一探針頭， 該切換機制耦接至該第一探針頭，用以施加非直流時變極 化電子流至該第一探針頭。 2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該分子陣列爲 多數單分子磁體（SMM)。 3 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該第一探針頭 能夠將該非直流時變極化電子流傳遞至該分子陣列的該個 別分子。 4.如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二探針頭 可操作以主要傳遞來自該分子陣列之該個別分子的電子流 1351734 (2) 5.如申請專利範圍第1項之設備，進一步包含： 第一電流過濾器，其耦接該探針組件並且至少能夠傳 遞極化電子流；以及 第二電流過濾器，其耦接該探針組件並且至少能夠傳 遞相反極化電子流。 6_如申請專利範圍第5項之設備，其中該第一與第二 電流過滴器包含半金屬電子來源。
7.如申請專利範圍第1項之設備，其中該第一與第二 探針頭藉由電子流穿隧而電性耦接該分子陣列之該個別分 子。 8 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該極化電子流 之來源以及該相反極化電子流之來源包含半金屬電子來源 9.一種用於實施分子量子記憶體之系統，包含： 基底’具有分子陣列設置於其上； 探針組件，具有第一探針頭及第二探針頭，該組件至 〇 少能夠相對於該分子陣列而定位，使該第一與該第二探針 頭被選擇性地電性耦接該分子陣列之個別分子； 極化電子流之來源； 相反極化電子流之來源； 切換機制’用以至少選擇性將該極化電子流之來源或 該相反極化電子流之來源耦接該第一探針頭，而施加非直 流時變極化電子流至該第一探針頭；以及 控制邏輯’其至少能夠操縱該切換機制，以傳遞該非 -2 - 1351734 -----*_____ _ 砂修㈤正替设頁j ------- 針頭。 系統，其中該分子陣列包 (3) 直流時變極化電子流至該第一探 10·如申請專利範圍第9項之 含單分子磁體（SMM)。 1 1 .如申請專利範圍第9項之系統，其中該極化電子流 之來源以及該相反極化電子流之來源包含半金屬材料。 12. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該控制邏輯至 少能夠藉由操縱該切換機制而將資訊寫入至該分子陣列。
13. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該控制邏輯包 含控制器積體電路（1C)、微控制器1C、或特定應用積體電 路（ASIC)之一。 14.一種用於實施分子量子記憶體之方法，該方法包 含： 藉由選擇性耦接極化電子流的來源或相反極化電子流 的來源，而施加非直流時變極化電子流； 選擇性耦接分子陣列的分子； 經由該非直流時變極化電子流，將資訊寫入至該分子 陣列的該分子：以及 從該分子讀取該資訊。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之方法，其中將該資訊寫 入至該分子包含準備該分子之激發分子自旋態。 16.如申請專利範圍第14項之方法，其中該分子陣列 包含單分子磁體（SMM)。 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該極化電子 流或相反極化電子流來自包含半金屬材料的來源。 1351734 (4) f年7月％日修(更)正替換頁 18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中從該分子讀 取資訊包含從該分子收集電子流。 19. 如申請專利範圍第14項之方法，進一步包含： 經由該非直流時變極化電子流從該分子抹除該資訊。
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