[发明专利]一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器及应用

说明书

技术领域

本发明涉及微/纳米材料技术领域，涉及微/纳米记忆存储器。

背景技术

近年来，铁电记忆存储器、磁阻记忆存储器、相变记忆存储器、阻变记忆存储器等新型的非易失性随机存储器获得国内外的广泛关注。与大体积器件相比，微/纳米记忆存储器具有耗能少、尺寸小、存储密度大等优点。基于NiO、ZnO、ZnSnO₄、GeSe₂等一维微/纳米线的记忆存储器具有制备工艺简单、低能耗、良好的稳定性、高读写速度和循环次数等优点在阻变存储器的领域得到了广泛的应用和研究。在非易失性记忆存储器中，数据的存储通过电阻开关性能得以实现，低阻态和高阻态分别对应二进制中的“0”和“1”。

KarenI.Winey等将Ag纳米线分散于聚苯乙烯中形成杂化纳米薄膜。在高电压下，Ag纳米线之间形成灯丝效应，为电子的传输提供了快速通道，降低器件电阻，从而使器件从高阻态转变为低阻态，实现电阻开关效应。ZhongLinWang课题组利用一维ZnO微/纳米线的压电效应，构筑了两电极的柔性器件。通过对柔性器件施加应力来改变半导体与金属之间的肖特基势垒高度，从而改变器件的电阻状态。为了实现非易失型阻态存储效果，JamesM.Tour课题组将单壁碳纳米管的两端焊接在SiO₂/Si衬底上，并在底部构建一个栅电极。在栅电压的作用下电荷在碳纳米管和SiO₂界面被俘获。这种基于单根一维单壁碳纳米管结构的纳米器件具有电阻开关效应，以及非易失性存储功能。随着数据存储状态和存储密度需求的增加，近年来多比特记忆存储器在取代“0”和“1”二进制的记忆存储器方面获得了越来越多的关注。WooyoungShim等人在单根一维Ge/Si核壳纳米线上构筑两个叠加的栅电极，所构筑的内层的栅电极可控制电阻的开关，外层栅电极具有调节阻态的作用。

虽然在电阻开关和记忆存储研究方面已经获得了一些研究成果，然而在存储器领域还存在许多值得探索的问题。如：虽然热传感器和热探测器已经得到很好的发展，然而，迄今为止没有一款针对温度信号写入的非易失性记忆存储器；为了获得非易失性及多比特存储性能，研究者在设计器件时会构建栅电压或设计复杂的器件结构，从而使器件获得多阻态的存储性能。

发明内容

本发明提供一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器，能够采集不同的温度信号并长时间存储，可实现温度信号的多比特存储以及克服现有非易失性多比特记忆存储器对栅电压及特殊器件结构的依赖，

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器，包括绝缘衬底（101）、单根钾元素和氯元素共掺杂的ZnO一维微/纳米线（102）、电极一（103）、电极二（104）、导线一（105）、导线二（106）、封装材料（107）。单根钾元素和氯元素共掺杂的ZnO一维微/纳米线（102）放置在绝缘衬底（101）上，单根钾元素和氯元素共掺杂的ZnO一维微/纳米线（102）两端分别焊接电极一（103）和电极二（104），两端电极分别连接导线一（105）和导线二（106）；封装材料（107）将整个单根钾元素和氯元素共掺杂的ZnO一维微/纳米线（102）、电极一（103）和电极二（104）封装在绝缘衬底（101）上。

测试时，将导线一（105）和导线二（106）与函数功能发生器（108）连接。

优选地，所述的单根钾元素和氯元素共掺杂的ZnO一维微/纳米线为ZnO晶格中含有钾元素和氯元素杂质缺陷的一维微/纳米线。

优选地，所述绝缘基底为氧化铝陶瓷基底、氮化铝陶瓷基底或氮化硅陶瓷基底。

优选地，所述的金属电极为铝、银或铂。

优选地，所述的封装材料为环氧树脂、氨基甲酸乙酯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

本发明还提供一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器的信息写入方法，其特征包括如下步骤：将所述的一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器置于30-300^○C以内任一温度。

本发明还提供一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器的信息存储方法，其特征包括如下步骤：将所述的一种可存储温度信号的非易失性多比特微/纳米记忆存储器置于30-300^○C以内任一温度，然后放置室温环境中。