專利名稱：：存儲器件的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及可再寫存儲器件。
背景技術：
：現今，多種多樣的存儲器件結構被已知。在這些多種多樣的存儲器結構中，包括活動探針的存儲器件和具有交叉桿(cross-bar)電極幾何結構的存儲器件代表了用于訪問存儲單元的兩個主要備選方案。對于包括活動探針的存儲器件來說，熱-機械寫入的概念已經得到發(fā)展，根據該概念，產生通過借助施加壓力使局部變軟的聚合物彈性變形來表示存儲信息的凹痕，這些凹痕隨后通過快速冷卻被凍結以便固定該狀態(tài)。然而，這些器件涉及一些問題，比如長寫入時間、有限的可再寫性和有限的穩(wěn)定性，這是因為存儲單元對在相鄰存儲單元的附近加熱敏感。在包括探針的其它存儲器件中，相變存儲介質用于將數據位存儲在記錄層中。為了記錄存儲狀態(tài)，通過流過尖端的電流加熱記錄層，并且記錄層隨后被慢慢冷卻以形成結晶位或者被快速冷卻以形成非晶位。在讀取模式中，低電平電流用于感測高電阻非晶態(tài)或低電阻結晶態(tài)。這種器件類型已經顯現出諸如由于在接觸模式中的加熱導致的尖端退化之類的問題。在具有交叉桿電極結構的存儲器件中，尤其是在施加電場的情況下表現出電導變換的有機電荷轉移絡合物，已經用作夾在電極之間的記錄介質。在存儲器件中使用的兩種普通類型的記錄介質是聚合物和分子存儲材料。聚合物存儲元件是在兩個金屬電極之間的薄膜、有機/金屬/有機、三層結構。有機材料的一個實例是如Ma等人在“Organicelectricalbistabledevicesandrewritablememorycells”(APL2002(80)p.2997)中描述的2-氨基-4，5-咪唑二腈(2-amino-4，5-imidazoledicarbonitrile)。聚合物存儲器使用三層結構中的電雙穩(wěn)性效應。三層結構在相同的施加電壓下顯示出兩種不同導電率狀態(tài)。通過對該結構施加電壓脈沖來執(zhí)行寫(WRITE)操作，這導致在低電阻態(tài)和高電阻態(tài)之間的可逆切換。在轉換發(fā)生后，該器件在關斷電源之后保持在兩種狀態(tài)之一。通過施加反向電壓脈沖來執(zhí)行擦除(ERASE)操作。報道了10ns的切換時間。分子存儲器是一種包含有關使用各個分子作為存儲器單元的構造塊的不同提議的廣義術語，其中一個信息位能被存儲在原子或分子的空間中。一種用實驗演示的方法基于附著在受施加電壓控制的兩個電極之間的分子的有效電導的快速可逆變化。在該分子存儲器中，通過施加外部電壓來存儲數據，該外部電壓引起分子轉換到兩種可能的導電狀態(tài)之一。通過測量分子單元中的電阻變化來讀取數據。通常，有機或混合材料還能在施加電流或電場之后根據材料和機制來改變它們的極化并產生兩種狀態(tài)ON和OFF。由此，就導電率和極化變化而言，通常，可以限定四種不同的存儲材料組，例如(a)電流驅動導電率變化材料，(b)電場驅動導電率變化材料，(c)電流驅動極化變化材料，(d)電場驅動極化變化材料。電流驅動導電率變化可能起因于多種多樣的效應，比如金屬納米絲形成、氧化還原作用、流動離子、捕獲-、空間-和界面-電荷耗盡或積累。文獻中所研究的材料是半導電聚合物(例如，APL(89)Jabbour等人，013507(2006))或小分子(例如APL(87)Ma等人，023505(2005))。與這些材料相關的專利是US5623476、US6903958、US7035140、US7061791。對此類別也屬于缺電子(electronpoor)的分子，即具有吸電子基團的芳香族分子，和氧化還原可尋址(redoxaddressable)分子。在氧化還原可尋址分子中，電子的注入在化學上減少了分子并且處于π*軌道上的電子的增加量提高了材料的導電率，其從低導電態(tài)(OFF)遷移到高導電態(tài)(ON)。關于缺電子的分子，報道了基于四碘四氯熒光素(RoseBengal)的具有ON-OFF比率為106的交叉桿結構的開關器件(A.J.Pal等人，J.Phys.Chem.B107，2003，pp.2531)。關于氧化還原可尋址分子，已經由Y.K.Kim等人描述了具有ON-OFF比率為0.25的交叉桿結構的器件(ThinSolidFilms，438-439，2003，pp.127)。關于電場驅動導電率變化材料，兩個不同的組大體上是已知的。在第一組中，在施加電場時電荷在有源層的部件之間轉移導致導電率變化。在文獻中研究的材料實例是包括電子受主和電子施主分子的有機或聚合物層(例如，Yang等人，Adv.Mater.2005(17)pp.1440)、分布在聚合物膜中用作施主的金屬納米粒子和用作受主的分子(例如，在Yang等人的NatureMaterialsVo.3，Dec2004，pp.918中)。電荷轉移也可以在超薄金屬膜和有機材料之間發(fā)生，其中金屬膜被夾在有機分子材料的各層之間，如US7170779中所描述的。而且，有機電荷轉移絡合物也可用作有源層(Adachi等人，APL(83)No.6(2003)pp.1252)。在第二組中，電荷轉移發(fā)生在從電極到定向有源層中的分子(Majumdar等人，SyntheticMetals140(2004)p.203-206)。電流驅動極化變化材料包括在旋轉成型的薄膜聚合物駐極體中通過電荷存儲的極化信息存儲，其通過導電表面探針技術具有位讀取/寫入/擦除功能(區(qū)別于在諸如EEPROM和快閃存儲器以及無機材料探針器件的硬連線的駐極體器件中的信息存儲)。所述位在導電探針與樣品接觸時通過電壓脈沖施加被寫入和擦除，并且通過表面探針電場靈敏方法被讀出，比如電力顯微鏡(EFM)、開爾文探針力顯微鏡(KPFM)、掃描電阻探針顯微鏡(SRPM)、掃描電容顯微鏡(SCM)或掃描探針顯微鏡，并且探針即是場效應晶體管(US5132934)。在薄膜聚合物駐極體中的第一表面探針電荷存儲結果已經在1988Stern等人(APL1988(53)pp.2717)中被描述，其中PMMA膜中的～1μm電荷點通過EFM利用被蝕刻的鎳尖端來檢測。在2001，Stemmer等人著述了具有～100nm的分辨率的使用在硅上的類似PTFE的碳氟化合物層中的KPFM通過等離子體增強化學汽相沉積由六氟丙烯前體氣體產生的電荷信號(Adv.Mater.2001(13)，No.18，pp.1395)。在2005，Jacobs等人著述了在薄PMMA膜上通過納米接觸印刷并且通過KPFM檢測它們的具有下至60nm的分辨率的電荷圖案(Nanoletters，2005Vol.5，No.10，p.2078-2084)。在電場驅動極化變化材料的組中，有機鐵電薄膜已經被提出作為存儲材料(US2005/0094430、US6812509)。已知的存儲器件和材料表現出幾個缺點，例如低保持時間和低可再寫性級別。
發(fā)明內容因此，本發(fā)明的目的是提供一種改善的存儲器件，該存儲器件克服了現有技術器件的缺點，并且具體來說該存儲器件具有改善的保持時間和高度可再寫性。該問題通過根據權利要求1的存儲器件、根據權利要求23的存儲信息的方法和根據權利要求28的制造方法來解決。本發(fā)明的有利實施例在從屬權利要求中被限定。根據本發(fā)明，提供一種存儲器件，其包括存儲材料、連接到存儲材料的第一電極和與存儲材料相關聯(lián)的第二電極。根據本發(fā)明的存儲器件具有改善的保持時間和高度可再寫性。而且，根據本發(fā)明的存儲器件在存儲材料中包括高密度存儲單元，每個存儲單元具有兩個可很好區(qū)分的存儲狀態(tài)，這兩個可很好區(qū)分的存儲狀態(tài)限定了高度雙穩(wěn)定性。電極可以是由金屬(例如Au、Pt、Al、Ag等)、半導體(例如Si、Ge、ITO、FTO等)或導電聚合物(例如摻雜的PANI、PEDOT、PT等)制成的，但是不限于此。根據一個實施例，存儲材料被支承在襯底上。存儲材料可以通過沉積技術被沉積在襯底上，所述沉積技術例如是CVD、PECVD、MOCVD、濺射、燒蝕、旋涂、蒸發(fā)、自組裝、靜電逐層自組裝、LangmuirBlodgett技術、Langmuir-技術，但是不限于此。襯底可以是由玻璃、塑料(例如PET、PEN、PC等)和半導體(例如Si、Ge等)制成的，但是不限于此。存儲材料可以被施加到襯底上作為連續(xù)層或作為不連續(xù)層，其包括對應于至少一個存儲單元的存儲材料場或分離區(qū)域。根據另一實施例，界面層被設置在第一電極和存儲材料之間。根據另一實施例，界面層被交替地或另外設置在存儲材料上。界面層具有以下作用改善電荷注入、調整功函數(如果需要的話)、限制表面粗糙度和限制有源層中的擴散。界面層可以包括PEDOT-PSS、PANI、硅烷、氨絡物、LiF、4-氯苯甲酰氯(4-chlorobenzoylchloride)(CBC)、4-氯苯磺酰氯(4-chlorobenzenesulfonylchloride)(CBS)、4-氯苯基二氯膦(4-chlorophenyldichlorophosphate)(CBP)等，但是不限于此。根據優(yōu)選實施例，存儲器件包括探針，該探針可跨越存儲材料移動并且該探針形成第二電極。優(yōu)選地，探針包括具有細尖端的懸臂，其允許存儲材料中的高密度的相鄰存儲單元和尖端的高掃描分辨率?？梢允固结樑c存儲材料接觸以將信息寫入存儲單元或者在存儲單元讀取和擦除信息?？商鎿Q地，讀取存儲單元能夠以例如設置在存儲材料的表面上一定距離處的尖端來執(zhí)行。使探針極接近于表面而不接觸表面具有以下優(yōu)點沒有損傷或磨損存儲材料或尖端的風險。根據另一優(yōu)選實施例，第二電極被固定到存儲材料。相應的存儲器件可以包括設置成交叉桿結構的頂部電極和底部電極，其中存儲材料的連續(xù)層或存儲材料的分離區(qū)域被設置在電極材料的各條帶之間。優(yōu)選地，通過提供幾個平行電極材料條帶來建立存儲單元陣列，所述平行電極材料條帶具有以交叉布置夾在它們之間的存儲材料，其中存儲單元被限定在各條帶的交叉點處。當然，其它硬連線的幾何布置也是可以的。根據另一優(yōu)選實施例，存儲器件包括被調節(jié)用以將電壓脈沖施加到存儲材料的一部分以在存儲材料中存儲和擦除信息的裝置。在存儲器件具有探針的情況下，探針優(yōu)選被布置成在寫入和擦除操作期間在存儲單元處與存儲材料的表面接觸。根據一個實施例，存儲器件包括用于讀取被存儲在存儲材料中的信息的裝置。該裝置適于施加和測量流過存儲單元和電極(或探針和尖端)處的存儲材料的電流或者適于測量存儲單元處的存儲材料中的電場。對于測量存儲單元處的存儲材料中的電場來說，探針可以被定位成極接近于存儲材料而不與存儲材料接觸。根據優(yōu)選實施例，存儲材料是包括下述材料的組中的一個施加電流時表現出導電率變化的材料、施加電場時表現出導電率變化的材料、施加電流時表現出極化變化的材料和施加電場時表現出極化變化的材料?？梢酝ㄟ^旋涂、蒸發(fā)、逐層沉積、靜電自組裝以及LangmuirBlodgett技術等來制備存儲材料。根據另一實施例，施加電流時表現出導電率變化的存儲材料是缺電子的分子。通常，缺電子的分子是具有吸電子基團的分子(具有正Hammett，δ常數)和任何電子施主基團以及具有具有直接附著到金屬的吸電子基團的配位體的過渡金屬絡合物。它們可以是單分子、低聚物或聚合物。根據一個實施例，缺電子的分子可以由下面的分子式之一來限定，但是不限于此其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和其中M＝過渡金屬，X，Y＝吸電子基團，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烴、烯丙基(allilylic)；a，b＝整數。根據一個實施例，缺電子的分子包括下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，施加電流時表現出導電率變化的存儲材料包括氧化還原可尋址分子。通常，氧化還原可尋址分子是這樣的分子在所述分子中，在進行化學還原反應或氧化反應時，結合長度以及導電率變化。它們可以是單分子、低聚物或聚合物。典型的氧化還原可尋址基團是4，4’聯(lián)吡啶鹽(4，4’bipyridiniumsalt)。根據一個實施例，氧化還原可尋址分子由下面的分子式限定，但是不限于此其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝陰離子。根據優(yōu)選實施例，氧化還原可尋址分子包括下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，存儲材料包括經歷響應于施加電場的電荷轉移的成分或者存儲材料經歷響應于施加電場的利用連接電極的電荷轉移。通常，這些被稱為電荷轉移絡合物的材料是電子-施主-電子-受主絡合物，其特征是至少一個電子躍遷到激發(fā)態(tài)，其中存在從施主到受主半族(moiety)的電子電荷的部分轉移。電荷轉移絡合物中的施主和受主分子被如此限定使得施主的最高占用的分子軌道(HOMO)和受主的最低未占用的分子軌道(LUMO)足夠彼此接近，以至于在施加電場時，施主的HOMO的電子能轉移到受主的LUMO，并且根據電場方向反之亦然。施主分子是在電荷轉移絡合物形成期間貢獻電子的分子。根據一個實施例，施主分子包含下面的供電子基團(donorgroup)中的一個或多個，但是不限于此O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。它們可以是單分子、低聚物或聚合物。根據一個實施例，存儲材料包括下面的分子式之一的施主分子，但是不限于此受主分子是在電荷轉移絡合物形成期間接受電子的分子。根據一個實施例，受主分子包含下面的受電子基團(acceptorgroup)中的一個或多個，但是不限于此NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。它們可以是單分子、低聚物或聚合物。受主分子也是在球殼狀碳分子(fullerene)衍生物、半導體納米點和缺電子的過渡金屬絡合物中找到的。根據另一實施例，存儲材料包括包含C60球殼狀碳分子、C61球殼狀碳分子、CdSe、和鉑八乙基卟吩(platinumoctaethylporphine)的基團的受主分子。根據另一實施例，經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料是具有共軛主鏈和側鏈液晶聚合物的材料，其能夠以單疇或多疇結構排列。根據一個實施例，該材料具有下面的分子式，但是不限于此其中R4和R5在每一次出現時都獨立地選自包括下述的基團R1和R2獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基(alkoxyaryl)、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基(aryloxyaryl)、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基(dialkylaminoaryl)、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基(diarylaminoaryl)和取代二芳基氨基芳基，R3選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，q選自范圍1＜＝q＜＝10，r選自范圍0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一個獨立地選自范圍1-1000，并且其中p選自范圍0-15，并且其中s選自范圍0-15，附加條件是如果R4是H，則R5不是H，并且如果R5是H，則R4不是H。根據另一實施例，該材料具有下面的分子式，但是不限于此其中L在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q選自范圍1-10，r選自范圍0-20，并且其中R4和R5在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團根據另一實施例，該材料具有下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，存儲材料是具有下面的分子式的末端封閉的聚芴(endcappedpolyfluorene)，但是不限于此優(yōu)選地，通過使用對準層或通過其它方法(例如直接機械拓印(mechanicalrubbing))，使用電場或磁場將該材料對準在襯底上。對準導致偶極再取向和從電極或在層成分之間的更好的電荷轉移。對于所有上述存儲材料而言，表現電場中的電荷轉移可以發(fā)生在存儲材料的分子的分子內或分子間。電荷轉移還可以發(fā)生在分子和連接電極之間。在分子內電荷轉移絡合物中，施主和受主半族是相同分子的一部分。分子內電荷轉移分子可以是單分子、低聚物或聚合物。電荷轉移存儲材料可以例如通過旋涂被施加在電極上。交叉桿結構可以被提供用于第一和第二電極的布置并且可替換地探針也可以用作第二電極。根據另一實施例，施加電流時表現出極化變化的材料是在極化條件下維持準永久外部電場的至少一個絕緣電介質(insolatingdielectric)有機材料。優(yōu)選地，該材料具有＜10-12S/m的電導率。絕緣電介質有機材料可以是單分子、低聚物或聚合物。該材料也被稱為有機駐極體。根據一個實施例，有機駐極體是包括下述的組中的一個含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride)、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基(perfluoralkoxy)、聚氯三氟乙烯(polychloro-trifluoroethylene)、無定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯(polyvinylidenechloride))、環(huán)烯(COC)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate))、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯，但是不限于此。根據另一實施例，駐極體包括隔離電介質材料，該隔離電介質材料在通過未被補償的單極電荷(例如空間電荷駐極體)或對準的極性電荷(例如鐵電駐極體)被極化時維持準永久外部電場。根據另一實施例，施加電流時表現出極化變化的材料是有機駐極體與受主或施主分子的混合物。根據另一實施例，施加電場時表現出極化變化的材料是極性有機駐極體，即，具有偶極分子或偶極絡合物的隔離電介質材料與具有分子內偶極子的分子的混合物。所述分子可以是單分子、低聚物或聚合物。特別地，存儲材料可以是包括聚合物材料與電子施主和受主的混合物的材料，所述電子施主和受主被優(yōu)化用于強偶極場。根據一個實施例，施加電場時表現出極化變化的材料是具有5wt.％的球殼狀碳分子C61的N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naptha-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)。根據本發(fā)明，還提供了一種存儲信息的方法，該方法包括以下步驟提供根據前述權利要求之一的包括存儲材料的存儲器件，將電壓脈沖施加到存儲單元處的存儲材料以存儲信息，以及讀取存儲單元處的信息。根據一個實施例，讀取信息可以包括測量流過存儲單元處的存儲材料和電極的電流或者可以包括測量存儲單元處的存儲材料的電場。根據另一實施例，該方法可以包括通過將電壓脈沖施加到存儲單元處的存儲材料來擦除信息。根據另一實施例，該方法還可以包括跨越存儲材料將作為電極的探針移動到存儲所述信息的位置。根據另一實施例，該方法進一步包括將探針定位在距離存儲材料一定距離處以讀取信息。根據另一實施例，讀取信息、寫入信息和擦除信息中的至少一個在干燥空氣中進行。在包括小于0.5g/m2的水含量的干燥空氣中操作包括駐極體薄膜的存儲器件能夠增加點信號強度并且能夠減小能實現每一存儲材料面積較高數據密度的電荷點的寬度。根據本發(fā)明，還提供了一種制造存儲器件的方法。該方法包括以下步驟在第一電極上沉積存儲材料，以及在存儲材料上方提供電極。根據另一實施例，該方法包括在襯底上沉積存儲材料?？蛇x地，界面層可以被插入到電極和存儲材料之間，可替換地或者另外可以被設置在存儲材料的頂部上。根據一個實施例，該方法包括在存儲材料上方布置探針，該探針可跨越存儲材料的表面移動。根據另一實施例，該方法包括在存儲材料的頂部上沉積固定電極。根據另一實施例，該方法包括提供被調整以將電壓脈沖施加到存儲單元處的存儲材料來存儲和擦除存儲單元處的存儲材料中的信息的裝置。根據另一優(yōu)選實施例，該方法包括提供用于讀取存儲單元處的存儲材料中存儲的信息的裝置，該裝置適于施加和測量流過存儲單元和電極處的存儲材料的電流或者適于測量存儲單元處的所述存儲材料的電場。根據另一實施例，存儲材料是包括下述材料的組中的一個施加電流時表現出導電率變化的材料、施加電場時表現出導電率變化的材料、施加電流時表現出極化變化的材料和施加電場時表現出極化變化的材料。根據一個實施例，施加電流時表現出導電率變化的存儲材料包括由下面的分子式之一限定的缺電子的分子，但是不限于此其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和其中M＝過渡金屬，X，Y＝吸電子基團，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烴、烯丙基(allilylic)；a，b＝整數。根據一個實施例，缺電子的分子包括下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，施加電流時表現出導電率變化的存儲材料包括由下面的分子式限定的氧化還原可尋址分子，但是不限于此其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝陰離子。根據另一實施例，氧化還原可尋址分子具有下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，存儲材料包括經歷響應于施加電場的電荷轉移的電荷轉移成分或者存儲材料經歷響應于施加電場的利用連接電極的電荷轉移。根據一個實施例，存儲材料包括包含下面的供電子基團(donorgroup)中的一個或多個的施主分子，但是不限于此O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。根據另一實施例，存儲材料包括下面的分子式之一的施主分子，但是不限于此根據一個實施例，存儲材料包括包含下面的受電子基團(acceptorgroup)中的一個或多個的受主分子，但是不限于此NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。根據另一實施例，存儲材料包括包含下述的受主組中的受主C60球殼狀碳分子、C61球殼狀碳分子、球殼狀碳分子衍生物、CdSe、鉑八乙基卟吩(platinumoctaethylporphine)、半導體納米點和缺電子的過渡金屬絡合物。根據另一實施例，經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料是具有共軛主鏈和側鏈液晶聚合物的材料，其能夠以單疇或多疇結構排列。根據一個實施例，該材料具有下面的分子式，但是不限于此其中R4和R5在每一次出現時都獨立地選自包括下述的基團R1和R2獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基(alkoxyaryl)、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基(aryloxyaryl)、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基(dialkylaminoaryl)、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基(diarylaminoaryl)和取代二芳基氨基芳基，R3選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，q選自范圍1＜＝q＜＝10，r選自范圍0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一個獨立地選自范圍1-1000，并且其中p選自范圍0-15，并且其中s選自范圍0-15，附加條件是如果R4是H，則R5不是H，并且如果R5是H，則R4不是H。根據另一實施例，該材料具有下面的分子式，但是不限于此其中L在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑(benzothiadiazole)、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q選自范圍1-10，r選自范圍0-20，并且其中R4和R5在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團根據另一實施例，該材料具有下面的分子式之一，但是不限于此根據另一實施例，存儲材料是具有下面的分子式的末端封閉的聚芴，但是不限于此優(yōu)選地，通過使用對準層或通過其它方法(例如直接機械拓印)，使用電場或磁場將該材料對準在襯底上。對準導致偶極再取向和從電極或在層成分之間的更好的電荷轉移。對于所有上述電荷轉移材料而言，電荷轉移可以發(fā)生在存儲材料的分子的分子內或分子間?？商鎿Q地，或者另外，電荷轉移還可以發(fā)生在分子和連接電極之間。在分子內電荷轉移絡合物中，施主和受主半族是相同分子的一部分。分子內電荷轉移分子可以是單分子、低聚物或聚合物。電荷轉移存儲材料可以例如通過旋涂被施加在電極上。交叉桿結構可以被提供用于第一和第二電極的布置并且可替換地探針也可以用作第二電極。根據另一實施例，施加電流時表現出極化變化的材料是在極化條件下維持準永久外部電場的至少一個絕緣電介質有機材料。優(yōu)選地，該材料具有＜10-12S/m的電導率。絕緣電介質有機材料可以是單分子、低聚物或聚合物。該材料也被稱為駐極體。根據一個實施例，有機駐極體是包括下述的組中的一個含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride)、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基(perfluoralkoxy)、聚氯三氟乙烯(polychloro-trifluoroethylene)、無定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯(polyvinylidenechloride))、環(huán)烯(COC)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate))、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯。根據另一實施例，駐極體包括隔離電介質材料，該隔離電介質材料在通過未被補償的單極電荷(例如空間電荷駐極體)或對準的極性電荷(例如鐵電駐極體)被極化時維持準永久外部電場。根據另一實施例，施加電流時表現出極化變化的材料是有機駐極體與受主或施主分子的混合物。根據另一實施例，施加電場時表現出極化變化的材料是極性有機駐極體，即，具有偶極分子或偶極絡合物的隔離電介質材料與具有分子內偶極子的分子的混合物。所述分子可以是單分子、低聚物或聚合物。特別地，存儲材料可以是包括聚合物材料與電子施主和受主的混合物的材料，所述電子施主和受主被優(yōu)化用于強偶極場。根據另一實施例，施加電場時表現出極化變化的材料是具有5wt.％的球殼狀碳分子C61的N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naptha-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)。將由下面結合附圖的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述得到本發(fā)明的另外的方面。圖1是根據本發(fā)明的實施例的存儲器件的示意截面圖。它在右側示出具有被放置成用于寫入或讀取存儲材料中的信息的懸臂尖端的探針電極并且在左側示出固定頂部電極；圖2a示出根據本發(fā)明的一個實施例的存儲器件的示意截面圖，其包括與雙穩(wěn)存儲材料接觸的探針，用于寫入和擦除位；圖2b示出根據本發(fā)明的存儲器件的截面圖，其包括被升高到在存儲材料的表面上方一定距離的探針；圖3示意性地示出缺電子的分子中的電流驅動導電率變化；圖4示出包括缺電子的分子的存儲材料的電流-電壓(I-V)特性；圖5a示出圖4的存儲材料的重復讀-寫-刪除操作的電壓-時間(V-T)特性；圖5b示出圖4的存儲材料的重復讀-寫-刪除操作的電流-時間(I-T)特性；圖6示意性地示出氧化還原可尋址分子中的電流驅動導電率變化；圖7a-d示出包括氧化還原可尋址分子的層的原子力顯微鏡(AFM-形貌圖)圖像和電力顯微鏡(EFM)圖像；圖8示出包括氧化還原可尋址分子的存儲材料的電流-電壓(I-V)特性；圖9a示出圖8的包括氧化還原可尋址分子的存儲材料的重復讀-寫-刪除操作的電壓-時間(V-T)特性；圖9a示出圖8的包括氧化還原可尋址分子的存儲材料的重復讀-寫-刪除操作的電流-時間(I-T)特性；圖10示出包括另一氧化還原可尋址分子的存儲材料的電流-電壓(I-V)特性；圖11a-c示出在施加電場時電荷轉移絡合物中的導電率變化的示意性圖示；圖12示出包括有機電荷轉移絡合物的存儲材料的電流-電壓(I-V)特性；圖13a-b示出包括具有和不具有受主分子的有機電荷轉移絡合物的存儲材料的電流-電壓(I-V)特性；圖14示出包括取向有源層的樣品的電流-電壓(I-V)特性，其中發(fā)生從電極到有源層中的分子的電荷轉移；圖15示出圖14的樣品的有源層的吸收特性；圖16示出包括取向有源層的另一樣品的電流-電壓(I-V)特性，其中發(fā)生從電極到有源層中的分子的電荷轉移；圖17示出包括駐極體的樣品的截面圖示；圖18示出利用尖電極進行寫入和擦除的PMMA膜的電荷點的EFM相變圖像；圖19示出利用尖電極進行寫入并且具有變化的脈沖寬度的PMMA膜的電荷點的EFM相變圖像；圖20示出利用尖電極進行寫入并且具有變化的寫脈沖電壓的COC膜的電荷點的EFM相變圖像；圖21示出利用尖電極進行寫入并且具有變化的脈沖寬度的PC膜的電荷點的EFM相變圖像；圖22a-b示出材料層的極化區(qū)域的EFM相變圖像。具體實施例方式在下面將參考圖1、2a和2b來描述本發(fā)明的實施例。如圖1所示，根據一個實施例的存儲器件包括襯底1，該襯底可以是任何適當的材料，例如玻璃、塑料(例如PET、PEN、PC等)、半導體(例如Si、Ge，等)或ITO。在襯底1的頂部上，提供電極層3。電極層3可以是任何材料，其適合用于電極(例如Au、Pt、Al、Ag等)、半導體(例如Si、Ge、ITO、FTO等)或導電聚合物(例如摻雜的PANI、PEDOT、PT等)，但是不限于此?？蛇x地，界面層5被沉積在電極層3的頂部上。它可以包括PEDOT-PSS、PANI、硅烷、氨絡物、LiF、4-氯苯甲酰氯(CBC)、4-氯苯磺酰氯(CBS)、4-氯苯基二氯磷酸酯(CBP)等，但是不限于此。界面層5具有以下作用改善電荷注入、調整功函數(如果需要的話)、限制表面粗糙度和限制存儲材料的有源層中的擴散。在界面層5的頂部上，沉積存儲材料的連續(xù)有源層7。它包括包含下述材料的組中的至少一種材料施加電流時表現出導電率變化的材料、施加電場時表現出導電率變化的材料、施加電流時表現出極化變化的材料和施加電場時表現出極化變化的材料。在存儲材料的頂部上，可以沉積另一界面層9。如圖1的左部所示，存儲器件的存儲單元11通過第二電極13被限定和訪問，第二電極13固定到包括存儲材料的有源層17。第二電極13可以通過任何適當的沉積技術被沉積。電極13可以是與電極3相同的材料?？商鎿Q地，如圖1的右側所示，第二電極或頂部電極可以是包括具有尖端17的懸臂15的活動探針，該探針能夠在基本平行于有源層7的表面的平面內跨越有源層7的表面移動。優(yōu)選地，該探針還可相對于有源層7的表面沿垂直方向移動以控制尖端17和有源層7的表面之間的距離并且使尖端17與該表面接觸。在有源層7的表面上的存儲單元11的面積基本上由電極尖端17的尺寸確定。由此有源層7的表面上的存儲單元11的密度也依賴于與表面接觸的尖端尺寸。如圖1所示，層7是連續(xù)的并且存儲單元11沒有被任何中斷物或被任何材料分開。在連續(xù)有源層7的情況下，存儲單元的位置由探針所移動到的以將信息寫入存儲材料的位置限定。然而，在其它實施例中也可以提供不連續(xù)有源層。不連續(xù)有源層可以例如包括分開的存儲材料區(qū)域，其對應于單個存儲單元。圖1所示的材料層的數目也是示例性的并且其它實施例可以包括更多或更少的層。為了實現交叉桿結構，固定第二頂部電極13和第一電極層3可以被設置成一系列平行條帶，所述平行條帶彼此例如以90°交叉并且在它們之間夾著有源層7。在交叉桿結構中，可以通過選擇第一和第二電極3、13的單個條來不同地尋址在有源層7中被限定在所述條帶的交叉點處的存儲單元11。另外，可想到的是僅將所述電極之一設置為條帶，優(yōu)選是頂部電極13。根據圖1的右側所示的第二實施例，通過跨越有源層7的表面移動探針來尋址存儲單元11以寫入、讀取和擦除存儲單元11。通過將來自電源19的電壓脈沖施加到存儲單元11處的存儲材料在存儲單元11中寫入和擦除信息并且通過電流測量或者通過檢測存儲單元11處的電場來讀取信息。對于電流驅動導電率和極化變化材料而言，寫入和擦除信息優(yōu)選利用與存儲單元11處的存儲材料接觸的電極13或探針來完成(如圖2a所示，針對包括探針的存儲器件)。讀取信息可以利用與存儲材料接觸的電極13或探針來完成或者可以在探針和存儲材料之間沒有物理接觸的情況下來完成，如圖2b中所示。通過將電流施加到存儲單元11并且測量存儲單元11處的電壓衰減或者通過檢測存儲單元11處的電場、其梯度或其變化來檢測存儲單元11處的導電率或極化或其變化。對于電場驅動導電率和極化變化材料而言，在存儲單元處寫入、讀取和擦除信息利用與存儲材料接觸的電極或探針來完成或者在探針和存儲材料之間沒有物理接觸的情況下來完成，如圖2b中所示。為了測量或檢測存儲單元11的導電率或極化，在電極或尖端17處測量電場或其梯度或其變化。另外，能夠在包括例如小于0.5g/m2的水含量的干燥空氣氣氛中進行信息的讀取、寫入和擦除。在這些條件下包括駐極體薄膜作為有源層7的器件的操作導致來自存儲單元11的點信號強度的增加和電荷點的寬度的減小。這能夠實現每一器件面積更高數目的存儲單元11。在本發(fā)明的存儲器件中使用的電流驅動導電率變化材料被分成兩個主要類別，包括缺電子的分子和氧化還原可尋址分子。圖3示意性地示出缺電子的分子中的電流驅動導電率變化。圖3的左部和右部中的分子示出通過施加到分子的電流和通過將額外的電子結合到分子的電子結合基團，電荷分布和由此分子的導電率是如何變化的。在下面給出了具有缺電子的分子層的存儲器件的實例。實例1通過在ITO/PEDOT襯底上旋涂三氯甲烷溶液來制備六氮雜三萘撐(hexaazatrinaphthylene)(HATNA)的有源膜。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后通過掩模(0.25mm2)沉積鋁電極。執(zhí)行循環(huán)伏安法(cyclovoltametry)可以檢測到清楚的雙穩(wěn)性。樣品的電流-電壓(I-V)特性在圖4中示出。在施加電壓分布下，測量20個周期內的ON-OFF比率為2.3。圖5a示出樣品的重復讀-寫-刪除操作的電壓-時間(V-T)特性。圖5b示出樣品的重復讀-寫-刪除操作的電流-時間(I-T)特性。實例2圖6示意性地示出氧化還原可尋址分子中的電流驅動導電率變化。在氧化還原可尋址分子中，通過電流進行的電子注入在化學上減少了分子并且處于π*軌道上的電子的增加量提高了材料的導電率，其從低導電態(tài)(OFF)遷移到高導電態(tài)(ON)。通過LangmuirBlodgett技術在ITO襯底上制備氧化還原可尋址十八烷基紫精二溴(octadecylviologendibromide)膜(轉移10層)。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后利用CAFM(導電原子力顯微鏡)被測量。以接觸模式完成寫入，并且以非接觸模式使用EFM(電力顯微鏡)完成讀取。在2μm點尺寸內測量可再寫性。圖7a示出在接觸下利用CAFM在8V下2.5μm的區(qū)域的寫操作的電流圖像，圖7b示出利用EFM的在距離d＝50nm、在0.5V下5μm的區(qū)域的讀取的相位圖像。圖7c示出在接觸下利用CAFM在-10V下5μm的區(qū)域的寫操作以及在接觸下利用CAFM在10V下2μm的中心區(qū)域的區(qū)域的再寫的電流圖像。圖7d示出利用EFM的在探針尖端和有源層的表面之間的距離d＝50nm、在0.5V下10μm的區(qū)域的讀取的相位圖像。實例3通過在ITO/PEDOT襯底上旋涂三氯甲烷/乙醇溶液來制備氧化還原可尋址聚(紫精-聯(lián)-十二烷)(poly(viologen-co-dodecane))膜。所述膜在真空下被干燥一整夜，然后通過掩模(250μm2)沉積鋁電極。以接觸模式利用CAFM接觸電極來執(zhí)行循環(huán)伏安法，可以檢測到清楚的雙穩(wěn)性，且在16個周期內ON-OFF比率為2.5。圖8示出所述膜的電流-電壓(I-V)特性。圖9a示出所述膜的重復讀-寫-刪除操作的電壓-時間(V-T)特性。圖9b示出所述膜的重復讀-寫-刪除操作的電流-時間(I-T)特性，其中讀電壓是5V，寫電壓是10V，擦除電壓是-1V。在施加擦除電壓之前被讀取的電流表示ON狀態(tài)，而在施加擦除電壓之后被讀取的電流表示OFF狀態(tài)。實例4另外，通過蒸發(fā)在ITO襯底上制備氧化還原可尋址1，1’-二乙基-4，4’聯(lián)吡啶二溴(1，1’-diethyl-4，4’bipyridiniumdibromide)膜。利用CAFM直接測量所述膜。以接觸模式利用CAFM來執(zhí)行循環(huán)伏安法，可以檢測到清楚的雙穩(wěn)性，且ON-OFF比率為1.2。圖10示出樣品的電流-電壓(I-V)特性。實例5根據施加電場時表現出電荷轉移絡合物的成分之間的電荷轉移(其導致包括電荷轉移絡合物的有源層的導電率變化)的材料和顯示出從電極到有源層中的分子的電荷轉移(其導致導電率變化)的材料來對電場驅動導電率變化材料進行分類。優(yōu)選地，有源層被對準，其導致偶極再取向并有利于電荷轉移。例如利用層的電磁照射來獲得有源層的對準。在施加電場時電荷轉移絡合物的成分之間的導電率變化的過程總體上在圖11a到11c中示出。在低導電率狀態(tài)下，其可以被認為是“關斷(off)”狀態(tài)，電荷載流子(例如電子)占據最低能級，如圖11a中所示。由于施加了電場，電子從施主分子轉移到受主分子，如圖11b中所示。結果，電荷載流子占據較高能級。這樣，材料處于高導電率狀態(tài)或“接通(on)”狀態(tài)。根據本發(fā)明的一個實施例，共軛基質被用作施主并且分子或半導體納米粒子被用作受主。結果，獲得更好的導電率和更高的電荷離域。這導致更穩(wěn)定的接通狀態(tài)。圖12示出包括N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naphta-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)作為施主和球殼狀碳分子C61(5wt.％)作為受主的有機電荷轉移絡合物的I(V)特性的顯微鏡測量。對于該測量來說，有源材料直接與摻雜的金剛石懸臂尖端接觸。圖13a示出不具有受主分子的N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺(N，N′-Diphenyl-N，N′-bis(4′-(N，N-bis(naphta-1-yl)-amino)-biphenyl-4-yl)benzidine)樣品的電流-電壓I(V)特性，而在圖13b所示的測量中具有5wt.％的受主分子。該比較測量示出施主分子和受主分子的相互作用的明顯效應。實例6還制備了具有施加電場時表現出從電極到有源層中的分子的電荷轉移的有源材料的對準層的樣品。圖14示出包括ITO/PEDOT襯底和PAPP1的100nm的取向有源層的樣品的電流-電壓(I-V)特性，在施加電場時發(fā)生從電極到有源層的電荷轉移。P1分子由下面的分子式給出已經通過利用532nm的電磁輻射的照射制備了對準層。圖15示出有源層的吸收特性。樣品是雙穩(wěn)系統(tǒng)，且在1V下ON/OFF比率是5102。轉換的功耗對于5mm2的點來說大約是6mW。實例7圖16示出包括ITO/PEDOT襯底和100nmPAPP1和已退火的PF-co-T的40nm的取向有源層的樣品的電流-電壓(I-V)特性，其中在施加電場時發(fā)生從電極到有源層中的分子的電荷轉移。P1層以532nm照射以對準它。獲得雙穩(wěn)系統(tǒng)，包括至少7個寫-刪除周期。該樣品比單獨包括P1層的樣品更穩(wěn)定。在1V電壓下，對于200mA/cm2的電流密度確定ON/OFF比率為3103。實例8一組電流驅動極化變化材料包括所謂的駐極體。駐極體是隔離電介質材料，其在通過未被補償的單極電荷(例如空間電荷駐極體)或對準的偶極電荷(例如鐵電駐極體)被極化時維持“準”永久外部電場。圖17示出包括金屬電極3和作為有源層的駐極體5的樣品的圖解。如圖所示，駐極體的偶極電荷因施加電流而包括平行取向。在金屬電極中，補償電荷積累在與駐極體的界面處。表現出極化變化的材料也可以是多層系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有不同功能性的層(例如用于降低有源層的粗糙度的支承層)或者具有對于電子和空穴來說變化的導電率以阻擋電荷泄漏到電極的層。在薄膜中已經使用COC(環(huán)烯烴共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)作為聚合物駐極體。在樣品中，電荷點尺寸和其信號強度主要由施加的電壓脈沖高度和持續(xù)時間確定。該樣品是被電極(例如鉑、金、鋁膜)覆蓋的平坦襯底(例如玻璃片)，在該電極上由溶液旋鑄(spin-cast)薄(小于100nm厚)聚合物駐極體膜。圖18示出接觸鉑電極上的20nm旋鑄的PMMA膜利用5V尖端偏壓進行寫入達1s的電荷點的EFM相變圖像。通過-5V尖端偏壓的電壓脈沖擦除九個點(白色)。EFM模式中懸臂的振蕩在其諧振頻率下被驅動，并且在非接觸模式中振蕩的幅度被調節(jié)以最大化相變信號而不接觸樣品表面。圖19示出接觸被旋鑄在Pt電極上的60nmPMMA膜利用30V尖端偏壓脈沖和變化的脈沖寬度進行寫入的電荷點的EFM相變圖像。點尺寸和信號強度強烈依賴于脈沖寬度且可檢測的點針對與500ns一樣短的脈沖寬度。在30nm厚的被旋鑄的COC膜中，使用高摻雜的硅、高深寬比尖端由NanoSensors(AR5-NCHR，42N/m，320kHz，tr＜10nm，深寬比5∶1，5°半錐，12μm尖端，0.02Ohmcm)對于接觸模式下的點寫入和EFM讀出已經獲得小到30nm的電荷點。正如可以在圖20中的EFM相變圖像中看到的，點尺寸強烈依賴于寫脈沖電壓，其開始于～12V。在圖21所示的EFM相變圖像中，對于不同的三行利用30V尖端偏壓脈沖和變化的脈沖寬度(500ns、50μs、5ms、500ms、5s)，電荷點被寫入在Pt電極上的PEDOTPSS膜上的14nm厚的聚碳酸酯(PC)膜中。通過將聚合物駐極體與金屬或半導體納米粒子或電子施主和受主分子混合可以調整該材料的電荷存儲特性，例如信號強度和電荷保持時間。觀察到與1wt％的十二硫醇保護的金納米粒子混合的COC膜的提高的充電(charging)。在與如US20067102982中所描述的嵌入在絕緣體上的表面中的導電存儲電荷元件的區(qū)別中，這里描述的金納米粒子較小并且均勻地分布于整個絕緣體膜的體積中。考慮存儲介質的一個重要的方面是寫入位組合格式(bitpattern)的時間和溫度穩(wěn)定性。存儲在駐極體膜中的電荷一般首先按指數規(guī)律衰減而不是線性地衰減，并且對于增加的溫度來說衰減更快得多。對于聚合物駐極體膜，已經報道了高達許多年的保持時間。在我們的實驗中，我們觀察到在幾星期內寫入電荷點的強度的加寬和衰減。實例11關于電場驅動極化變化材料，針對實例5-7中的電荷轉移而將好的隔離聚合物材料與電子施主和受主混合，但不是優(yōu)化其用于電流讀出，而是優(yōu)化其用于強偶極場。對于與5wt％球殼狀碳分子C61混合的ST1163薄膜，在先前通過在-8V偏壓下掃描與探針接觸的區(qū)域而被極化的區(qū)域上已經獲得0.4°的EFM相變信號。樣品的EFM圖像在圖22a和22b中示出。所述EFM圖像是在距離表面70nm的距離處利用尖端獲取的。權利要求1.一種存儲器件，包括存儲材料(7)，連接到存儲材料的第一電極(3)；和與存儲材料相關聯(lián)的第二電極(13，17)。2.根據權利要求1的存儲器件，其特征在于該存儲器件包括探針(17)，所述探針能跨越存儲材料移動并且形成第二電極。3.根據權利要求1的存儲器件，其特征在于第二電極(13)被固定到存儲材料(7)。4.根據前述權利要求中的一項的存儲器件，其特征在于該存儲器件包括設置在第一電極和存儲材料(7)之間的界面層(5)和設置在存儲材料的頂部上的界面層(9)中的至少一個。5.根據前述權利要求中的一項的存儲器件，其特征在于該存儲器件包括被調節(jié)以將電壓脈沖施加到存儲材料來存儲和擦除存儲材料中的信息的裝置(19)。6.根據前述權利要求中的一項的存儲器件，其特征在于該存儲器件包括用于讀取存儲在存儲材料中的信息的裝置(19)，該裝置適于施加和測量流過存儲材料的電流或者適于測量所述存儲材料的電場。7.根據前述權利要求中的一項的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)是包括下述材料的組中的一個施加電流時表現出導電率變化的材料、施加電場時表現出導電率變化的材料、施加電流時表現出極化變化的材料和施加電場時表現出極化變化的材料。8.根據權利要求7的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的缺電子的分子其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和其中M＝過渡金屬，X，Y＝吸電子基團，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烴、烯丙基；a，b＝整數。9.根據權利要求7或8的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的缺電子的分子10.根據權利要求7的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式的氧化還原可尋址分子其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝陰離子。11.根據權利要求7或10的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的氧化還原可尋址分子12.根據權利要求7的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)包括經歷響應于施加電場的電荷轉移的成分或者存儲材料(7)經歷響應于施加電場的利用連接電極的電荷轉移。13.根據權利要求12的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)包括下述供電子基團中的一個或多個O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。14.根據權利要求12或13的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)包括具有包括下述的分子式之一的電子施主分子15.根據權利要求12-14中的一項的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)包括包含下述的受電子基團中的一個或多個NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。16.根據權利要求12-15中的一項的存儲器件，其特征在于存儲材料(7)包括包含下述的組的電子受主分子C60球殼狀碳分子、C61球殼狀碳分子、球殼狀碳分子衍生物、半導體納米點、缺電子的過渡金屬絡合物、CdSe和鉑八乙基卟吩。17.根據權利要求12-16中的一項的存儲器件，其特征在于經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料(7)包括根據下面的分子式之一的材料其中R4和R5在每一次出現時都獨立地選自包括下述的基團R1和R2獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基和取代二芳基氨基芳基，R3選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，q選自范圍1＜＝q＜＝10，r選自范圍0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一個獨立地選自范圍1-1000，并且其中p選自范圍0-15，并且其中s選自范圍0-15，附加條件是如果R4是H，則R5不是H，并且如果R5是H，則R4不是H；其中L在每次出現時都獨立地選自包括下述的組噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q選自范圍1-10，r選自范圍0-20，并且其中R4和R5在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團18.根據權利要求12-17中的一項的存儲器件，其特征在于經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料具有下面的分子式之一19.根據權利要求7的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是包括下述的組中的一個含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基、聚氯三氟乙烯、無定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯)、環(huán)烯(COC)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯。20.根據權利要求7或19的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是隔離電介質材料，該隔離電介質材料在通過未被補償的單極電荷或對準的極性電荷被極化時維持準永久外部電場。21.根據權利要求7、19和20中的一項的存儲器件，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是包括下述的組中的一個有機駐極體與受主或施主分子的混合物、具有偶極分子或偶極絡合物的隔離電介質材料與具有分子內偶極子的分子的混合物。22.根據權利要求7的存儲器件，其特征在于施加電場時表現出極化變化的材料是具有5wt.％的球殼狀碳分子C61的N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺。23.一種存儲和讀取信息的方法，包括提供根據前述權利要求中的一項的包括存儲材料(7)的存儲器件；將電壓脈沖施加到存儲材料(7)以存儲信息；以及讀取信息。24.根據權利要求23的方法，其特征在于讀取信息包括測量流過存儲材料(7)的電流或者測量所述存儲材料(7)中的電場。25.根據權利要求23或24的方法，其特征在于該方法還包括將電壓脈沖施加到存儲材料(7)以擦除所述信息。26.根據權利要求23-25中的一項的方法，其特征在于該方法還包括跨越存儲材料(7)將作為電極的探針移動到在存儲材料(7)中存儲所述信息的位置。27.根據權利要求23-26中的一項的方法，其特征在于該方法還包括將探針(17)定位在距離存儲材料(7)一定距離處以讀取信息。28.一種制造存儲器件的方法，包括在第一電極(3)上沉積存儲材料(7)；以及提供與存儲材料(7)相關聯(lián)的第二電極(13、17)。29.根據權利要求28的方法，其特征在于該方法包括在存儲材料(7)上方布置探針(17)，該探針能夠跨越存儲材料(7)的表面移動。30.根據權利要求28的方法，其特征在于該方法包括在存儲材料(7)的頂部上沉積固定電極(13)。31.根據權利要求28-30中的一項的方法，其特征在于該方法包括設置在第一電極(3)和存儲材料(7)之間的界面層(5)和在存儲材料(7)的頂部上的界面層(9)中的至少一個。32.根據權利要求28-31中的一項的方法，其特征在于該方法包括提供被調節(jié)以將電壓脈沖施加到存儲材料(7)來存儲和擦除存儲材料(7)中的信息的裝置(19)。33.根據權利要求28-32中的一項的方法，其特征在于該方法包括提供用于讀取存儲在存儲材料(7)中的信息的裝置(19)，該裝置適于施加和測量流過存儲材料(7)的電流或者適于測量所述存儲材料(7)的電場。34.根據權利要求28-33中的一項的方法，其特征在于存儲材料(7)是包括下述材料的組中的一個施加電流時表現出導電率變化的材料、施加電場時表現出導電率變化的材料、施加電流時表現出極化變化的材料和施加電場時表現出極化變化的材料。35.根據權利要求34的方法，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的缺電子的分子其中R，R1，R2，R3，R4，R5，R6＝C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar；和其中M＝過渡金屬，X，Y＝吸電子基團，比如C＝O，COOH，F，Cl，Br，I，CN，NO2，NR3+，N＝C，O-Ar，COOR，OR，COR，SH，SR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，C＝N，OH，SO2R，SO2OR，NO，C≡CR，Ar以及R1，R2＝芳香烴、烯丙基；a，b＝整數。36.根據權利要求34或35的方法，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的分子37.根據權利要求34的方法，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式的氧化還原可尋址分子其中R1，R2，R3，R4＝芳基或烷基，X-＝陰離子。38.根據權利要求35或37的方法，其特征在于施加電流時表現出導電率變化的存儲材料(7)包括具有下面的分子式之一的氧化還原可尋址分子39.根據權利要求34的方法，其特征在于存儲材料(7)包括經歷響應于施加電場的電荷轉移的成分或者存儲材料(7)經歷響應于施加電場的利用連接電極的電荷轉移。40.根據權利要求34或39的方法，其特征在于存儲材料(7)包括下述供電子基團中的一個或多個O-，S-，NR2，NAr2，NRH，NH2，NHCOR，OR，OH，OCOR，SR，SH，Br，I，Cl，F，R，Ar。41.根據權利要求34、39和40中的一項的方法，其特征在于存儲材料(7)包括具有包括下述的分子式之一的施主分子42.根據權利要求34、39-41中的一項的方法，其特征在于存儲材料(7)包括包含下述的受電子基團中的一個或多個NO2，CN，COOH，COOR，CONH2，CONHR，CONR2，CHO，COR，SO2R，SO2OR，NO，Ar。43.根據權利要求34、39-42中的一項的方法，其特征在于存儲材料(7)包括包含下述的組的電子受主C60球殼狀碳分子、C61球殼狀碳分子、球殼狀碳分子衍生物、半導體納米點、缺電子的過渡金屬絡合物、CdSe和鉑八乙基卟吩。44.根據權利要求34、39-43中的一項的方法，其特征在于經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料(7)包括根據下面的分子式之一的材料其中R4和R5在每一次出現時都獨立地選自包括下述的基團R1和R2獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基、取代烷基芳基、烷氧基芳基、取代烷氧基芳基、芳氧基芳基、取代芳氧基芳基、二烷基氨基芳基、取代二烷基氨基芳基、二芳基氨基芳基和取代二芳基氨基芳基，R3選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20烷基、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基、烷基芳基和取代烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2-CH2)r-O-CH3，q選自范圍1＜＝q＜＝10，r選自范圍0＜＝r＜＝20，并且其中L和M在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中m+n+o＜＝10，m，n，o中的每一個獨立地選自范圍1-1000，并且其中p選自范圍0-15，并且其中s選自范圍0-15，附加條件是如果R4是H，則R5不是H，并且如果R5是H，則R4不是H；其中L在每次出現時都獨立地選自包括下述的組噻吩、取代噻吩、苯基、取代苯基、菲、取代菲、蒽、取代蒽、能夠被合成為二溴取代單體的任何芳族單體、苯并噻二唑、取代苯并噻二唑、二萘嵌苯和取代二萘嵌苯，并且其中R6和R7在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團直鏈C1-20、支鏈C1-20烷基、芳基、取代芳基烷基芳基，-(CH2)q-(O-CH2_CH2)r-O-CH3，q選自范圍1-10，r選自范圍0-20，并且其中R4和R5在每次出現時都獨立地選自包括下述的基團45.根據權利要求34、39-44中的一項的方法，其特征在于經歷響應于施加電場的電荷轉移的存儲材料具有下面的分子式之一46.根據權利要求34的方法，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是在極化條件下維持準永久外部電場的能夠極化的隔離有機電介質材料，其包括包含下述的組中的至少一個含氟聚合物(聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯-丙烯、聚全氟化烷氧基、聚氯三氟乙烯、無定型Teflon-AF、聚偏1，1-二氯乙烯)、環(huán)烯(COC)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯(聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚砜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯。47.根據權利要求34或46的方法，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是隔離電介質材料，該隔離電介質材料在通過未被補償的單極電荷或對準的極性電荷被極化時維持準永久外部電場。48.根據權利要求34、46和47中的一項的方法，其特征在于施加電流時表現出極化變化的材料是包括下述的組中的一個有機駐極體與受主或施主分子的混合物、具有偶極分子或偶極絡合物的隔離電介質材料與具有分子內偶極子的分子的混合物。49.根據權利要求34的方法，其特征在于施加電場時表現出極化變化的材料是具有5wt.％的球殼狀碳分子C61的N，N′-聯(lián)苯-N，N′-二(4′-(N，N-二(萘-1-基)-氨基)-聯(lián)苯-4-基)聯(lián)苯胺。全文摘要一種存儲器件，包括存儲材料、連接到存儲材料的第一電極；和與存儲材料相關聯(lián)的第二電極。文檔編號G11C13/02GK101779306SQ200880102542公開日2010年7月14日申請日期2008年8月5日優(yōu)先權日2007年8月9日發(fā)明者S·羅塞利,T·米特瓦,N·諾爾,G·內爾斯,安田章夫申請人:索尼株式會社