[发明专利]包括二维材料的相变存储器件、操作其的方法和相变层

权利要求书

1.相变存储器件，包括：

第一电极；

第二电极；以及

在所述第一电极和所述第二电极之间的相变层，所述相变层包括至少一个二维材料层的层状结构，所述至少一个二维材料层配置成基于通过所述第一电极和所述第二电极施加到所述相变层的电信号至少部分地改变相。

2.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述二维材料包括基于硫属化物的材料。

3.如权利要求2所述的相变存储器件，其中所述基于硫属化物的材料包括MoTe_x、CoTe_x、NbS_x、SnS_x、In_xSe_y、In-S、Tl-Se、Ge-Te、Ge-S和Ge-Se的至少一种。

4.如权利要求2所述的相变存储器件，其中，

所述基于硫属化物的材料具有化学式单位MG_x，“M”为金属元素，“G”为硫属元素，且“x”满足1.5≤x<2。

5.如权利要求2所述的相变存储器件，其中所述二维材料包括第一基于硫属化物的材料和第二基于硫属化物的材料的混合物。

6.如权利要求5所述的相变存储器件，其中，

所述第一基于硫属化物的材料为MoTe_x；和

所述第二基于硫属化物的材料为WTe_x。

7.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述二维材料包括磷烯。

8.如权利要求1所述的相变存储器件，其中，

所述相变层进一步包括在所述二维材料的层状结构中的插层材料；和

所述插层材料包括Li。

9.如权利要求1所述的相变存储器件，其中，

所述相变层进一步包括掺杂剂，所述掺杂剂包括在所述二维材料中；和

所述掺杂剂包括N、O、Si和W的至少一种。

10.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述二维材料具有大于或等于200℃且低于或等于500℃的相变温度。

11.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述相变层具有等于或小于50nm的厚度。

12.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述相变存储器件进一步包括基底且所述至少一个二维材料层包括基本上平行于所述基底的表面延伸的层。

13.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述相变存储器件进一步包括基底且所述至少一个二维材料层包括基本上垂直于所述基底的表面延伸的层。

14.如权利要求1所述的相变存储器件，其中，

所述第一电极包括塞型电极部分；

所述塞型电极部分具有比所述相变层的宽度小的宽度；和

所述塞型电极部分与所述相变层接触。

15.如权利要求1所述的相变存储器件，其中，

所述相变层包括塞部分；

所述塞部分具有比所述第一电极的宽度小的宽度；和

所述塞部分与所述第一电极接触。

16.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述至少一个二维材料层包括以弯曲部分延伸的层。

17.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述至少一个二维材料层包括以非线性图案延伸的层。

18.如权利要求1所述的相变存储器件，包括：

单位单元，所述单位单元包括所述第一电极、所述相变层、和所述第二电极；和

电连接到所述单位单元的切换器件，所述切换器件包括如下的至少一种：

晶体管，

二极管，

阈值开关，和

变阻器。

19.如权利要求1所述的相变存储器件，其中所述相变层配置成呈现一种或多种多位存储特性。