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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen nichtflüchtigen Speicher und ein Löschverfahren
zum Löschen von
in den nichtflüchtigen
Speicher geschriebenen Informationen.
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Jede
Speicherzelle in Halbleiterspeichern wie einem DRAM (Dynamic Random
Access Memory) oder einem EEPROM (Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory) ist gewöhnlich
aus einem Transferelement wie einem Transistor und einem Speicherelement
wie einem Kondensator oder einem Transistor mit einem floatenden
Gate zusammengesetzt. Durch den Fortschritt der Mikroprozesstechnik
sind Halbleiterspeicher mit hoher Speicherkapazität konventionell
realisiert worden, und es wird erwartet, dass in Zukunft noch kleinere
Transferelemente realisiert werden könnten. Andererseits hat man
es bei der Realisierung kleinerer Speicherelemente bereits mit einem
Problem zu tun. Dieses behindert die Realisierung von Halbleiterspeichern
mit höherer
Speicherkapazität.
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Als
einen Speicher, der in der Lage ist, eine höhere Speicherkapazität zu verwirklichen,
schlagen die vorliegenden Erfinder in „Applied Physics Letters", Bd. 83, Nr. 5,
S. 937-939 einen
nichtflüchtigen
Speicher vor, der photochrome Moleküle für ein Speicherelement nutzt.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf dieser Vorgehensweise.
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Das
photochrome Molekül,
das in dem Speicher benutzt wird, ist ein bistabiles Molekül, welches
in einem normalen Bereich der Betriebstemperatur zwei stabile Strukturen
annehmen kann. Die Isomerisierung des bistabilen Moleküls von einem
ersten Isomer zu einem zweiten Isomer und deren Rückreaktion
können herbeigeführt werden,
wenn es mit Lichtstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge, d.
h. Schreiblicht beziehungsweise Löschlicht, bestrahlt wird.
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Die
Isomerisierung von dem ersten zu dem zweiten Isomer kann auch durch
Injizieren von Löchern und
Elektronen in die bistabile molekulare Schicht, welche die bistabilen
Moleküle
enthält,
herbeigeführt
werden. Das bedeutet, Informationen können elektrisch in den nichtflüchtigen
Speicher geschrieben werden. Weiterhin können, da sich die elektrische
Leitfähigkeit
des Speicherelements entsprechend zu einem Molverhältnis zwischen
dem ersten Isomer und dem zweiten Isomer verändert, die in den nichtflüchtigen
Speicher geschriebenen Informationen elektrisch ausgelesen werden.
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Um
die in den nichtflüchtigen
Speicher geschriebenen Informationen zu löschen, muss die bistabile molekulare
Schicht jedoch mit dem Löschlicht
bestrahlt werden. Die Bestrahlung mit dem Löschlicht wird auf einer relativ
großen
Fläche,
die typischerweise der Fläche
aller Speicherzellen entspricht, ausgeführt, es sei denn, es wird eine
mechanische Steuerung vorgenommen. Da die mechanische Steuerung
die Löschgeschwindigkeit
beträchtlich
verringert, ist es praktisch nicht möglich, einen Teil der in den
nichtflüchtigen
Speicher geschriebenen Informationen selektiv zu löschen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, selektives Hochgeschwindigkeitslöschen von
Informationen, die in einen nichtflüchtigen Speicher geschrieben
sind, der bistabile Moleküle
für ein
Speicherelement benutzt, zu ermöglichen.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nichtflüchtiger
Speicher bereitgestellt, der Spei cherzellen umfasst, von denen jede
ein Speicherelement einschließlich
einer bistabilen molekularen Schicht umfasst, wobei die bistabile
molekulare Schicht ein bistabiles Molekül enthält, welches durch Injektion
eines Loches und eines Elektrons in die bistabile molekulare Schicht
eine Isomerisierung von einem ersten Isomer zu einem zweiten Isomer
herbeiführt
und durch Bestrahlung der bistabilen molekularen Schicht mit Löschlicht
eine Isomerisierung von dem zweiten Isomer zu dem ersten Isomer
herbeiführt,
wobei der Speicher konfiguriert ist, um die bistabilen molekularen
Schichten aller Speicherzellen mit dem Löschlicht zu bestrahlen, während ein
elektrisches Feld an die bistabile molekulare Schicht nur eines
Teils der Speicherzellen angelegt wird, der Informationen speichert,
die erhalten werden sollen, wenn die Informationen, die im Rest
der Speicherzellen gespeichert sind, gelöscht werden.
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Entsprechend
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Löschen
von in einen nichtflüchtigen
Speicher geschriebenen Informationen angegeben, wobei der nichtflüchtige Speicher Speicherzellen
umfasst, von denen jede ein Speicherelement einschließlich einer
bistabilen molekularen Schicht umfasst, wobei die bistabile molekulare
Schicht ein bistabiles Molekül
enthält,
welches durch Injektion eines Loches und eines Elektrons in die
bistabile molekulare Schicht eine Isomerisierung von einem ersten
Isomer zu einem zweiten Isomer herbeiführt und durch Bestrahlung der
bistabilen molekularen Schicht mit Löschlicht eine Isomerisierung
von dem zweiten Isomer zu dem ersten Isomer herbeiführt, umfassend
eine Bestrahlung der bistabilen molekularen Schichten aller Speicherzellen
mit dem Löschlicht,
während
ein elektrisches Feld an die bistabile molekulare Schicht eines
Teiles der Speicherzellen angelegt wird, um die Informationen, die
im Rest der Speicherzellen gespeichert sind, zu löschen, ohne
die Informationen, die in dem Teil der Speicherzellen gespeichert
sind, zu löschen.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nichtnotwendigerweise alle
nötigen
Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser
beschriebenen Merkmale sein kann.
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Die
Erfindung kann vollständiger
an Hand der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit
den zugehörigen
Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
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1 eine
Schnittdarstellung ist, die schematisch einen nichtflüchtigen
Speicher entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein äquivalentes
Schaltbild eines nichtflüchtigen
Speichers entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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3A und 3B Ansichten
sind, die schematisch ein Verfahren zum selektiven Löschen von
Informationen, die in Speicherzellen gehalten werden, zeigen; und
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4 eine
Schnittdarstellung ist, die schematisch ein Beispiel einer Struktur
zeigt, die in einem Speicherelement verwendet werden kann.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
beschrieben. Bestandteile, welche gleiche oder ähnliche Funktionen erfüllen, werden
in den jeweiligen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
um eine Überlappung
der Beschreibung zu vermeiden.
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1 ist
eine Schnittdarstellung, die schematisch einen nichtflüchtigen
Speicher entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein äquivalen tes
Schaltbild eines nichtflüchtigen Speichers
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Der
nichtflüchtige
Speicher 1 enthält
ein Halbleitersubstrat 2. Auf dem Halbleitersubstrat 2 sind
Wortleitungen WL, Bitleitungen BL, welche die Wortleitungen WL kreuzen,
Transferelemente TR, die in der Nähe jedes Schnittpunktes der
Wortleitung WL und der Bitleitung BL angeordnet sind, und erste
Elektroden 3, die über
die Transferelemente TR mit den entsprechenden Bitleitungen BL verbunden
sind, ausgebildet und in Spalten- und Zeilenrichtung auf einer Hauptoberfläche des
Halbleitersubstrates 2 angeordnet.
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Auf
dem Halbleitersubstrat 2 sind weiterhin eine Treiberschaltung
DR1 für
die Wortleitungen, die mit den Wortleitungen WL verbunden ist, eine
Treiberschaltung DR2 für
die Bitleitungen, die mit den Bitleitungen BL verbunden ist, und
Leseverstärker
(nicht dargestellt), die entsprechend mit den Bitleitungen BL verbunden sind,
ausgebildet. Obwohl das Transferelement TR in diesem Beispiel aus
einem Feldeffekttransistor gebildet ist, kann das Transferelement
TR aus jedem anderen Schaltelement oder aus Schaltelementen gebildet
sein.
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Die
erste Elektrode 3 wird mit einer bistabilen molekularen
Schicht 4 bedeckt. Die bistabile molekulare Schicht 4 wird
mit einer zweiten Elektrode 5, die eine transparente Elektrode
ist, bedeckt. In diesem Beispiel bilden die ersten Elektroden 3 und
Teile der bistabilen molekularen Schicht 4 und eine zweite
Elektrode 5, die den ersten Elektroden 3 entsprechen,
Speicherelemente ST. Weiterhin ist in diesem Beispiel jede Speicherzelle
MC aus einem Transferelement TR und einem Speicherelement ST zusammengesetzt.
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Der
nichtflüchtige
Speicher 1 wird in Kombination mit einer Lichtquelle (nicht
dargestellt) zum Löschen von
Informationen und einem Kontroller (nicht dargestellt) verwendet.
Die Lichtquelle wird beispielsweise im Wesentlichen direkt vor der
zweiten Elektrode angeordnet, so dass die bistabile molekulare Schicht
durch die zweite Elektrode 5 hindurch mit Löschlicht
bestrahlt werden kann. Der Kontroller führt verschiedene Steuerungen
durch, beispielsweise die Signalversorgung der Treiberschaltungen
DR1, DR2 für
die Wortleitungen oder die Bitleitungen, die Verarbeitung von Ausgangssignalen
des Leseverstärkers,
Ein/Aus der Lichtquelle zum Löschen
von Informationen und andere.
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Im
Folgenden wird eine Beziehung zwischen zwei Isomeren bistabiler
Moleküle,
die im nichtflüchtigen Speicher,
der in den 1 und 2 gezeigt
ist, verwendet werden können,
und den Informationen „0" und „1" verdeutlicht. Es
ist zu beachten, dass „Me" eine Methylgruppe
in den folgenden chemischen Formeln repräsentiert.
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Die
durch eine der obigen chemischen Formeln repräsentierte Verbindung ist ein
Isomer der durch die andere der obigen chemischen Formeln repräsentierten
Verbindung. Beide, das erste und das zweite Isomer, sind in einem
relativ weiten Temperaturbereich einschließlich der Raumtemperatur stabil.
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Die
Isomerisierung von dem ersten Isomer zu dem zweiten Isomer kann
durch die Injektion von Löchern
und Elektronen in die bistabile molekulare Schicht 4 herbeigeführt werden.
Das heißt,
durch die Ladungsinjektion kann ein angeregter Zustand, in dem ein
Loch auf einem HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) des ersten
Isomers existiert und ein Elektron auf einem LUMO (Lowest Unoccupied
Molecular Orbital) existiert, generiert werden, und das erste Isomer
kann durch diesen angeregten Zustand in das zweite Isomer isomerisiert
werden. Somit können
binäre
Informationen geschrieben werden, beispielsweise, indem man jeweils
einen Zustand, in dem das Verhältnis
des zweiten Isomers zum ersten Isomer in der bistabilen molekularen
Schicht kleiner und einen Zustand, in dem das Verhältnis größer ist,
als Information „0" und „1" definiert.
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Außerdem steigt
der spezifische Widerstand des Speicherelements ST, wenn das Verhältnis des
zweiten Isomers zum ersten Isomer in der bistabilen molekularen
Schicht 4 größer wird.
Daher kann die im Speicherelement ST enthaltene Information ausgelesen
werden, indem beispielsweise eine konstante Spannung an das Speicherelement
ST angelegt und der Strom, der hindurchfließt, gemessen wird.
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Es
ist zu beachten, dass eine Spannung, die beim Lesen an das Speicherelement
ST angelegt wird, so eingestellt wird, dass sie hinreichend niedriger
als eine Spannung ist, die beim Schreiben an das Speicherelement
ST angelegt wird. Wenn sich eine Differenz zwischen einer Ionisierungsenergie
der bistabilen molekularen Schicht 4 und einer Austrittsarbeit
der ersten Elektrode 3 von einer Differenz zwischen einer
Austrittsarbeit der zweiten Elektrode 5 und einer Elektronenaffinität der bistabilen
molekularen Schicht 4 unterscheidet, können Ladungen, die in die bistabile
molekulare Schicht injiziert werden, entweder Löcher oder Elektronen sein.
In diesem Fall findet eine Isomerisierung der bistabilen Moleküle nicht
statt, da der angeregte Zustand, der in Zusammenhang mit dem Schreiben
beschrieben wurde, nicht erzeugt wird. Das heißt, ein nichtlöschendes
Auslesen ist möglich.
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Die
Isomerisierung vom zweiten Isomer zum ersten Isomer kann durch Bestrahlung
der bistabilen molekularen Schicht 4 mit ultravioletter
Strahlung als Löschlicht
herbeigeführt
werden. Der angeregte Zustand, in dem ein Loch auf dem HOMO des
zwei ten Isomers existiert und ein Elektron auf dem LUMO existiert,
wird durch Bestrahlung mit Löschlicht
generiert, und das zweite Isomer wird durch diesen angeregten Zustand
in das erste Isomer isomerisiert. Das heißt, die im Speicherelement
ST gehaltene Information „1" kann durch Bestrahlung
der bistabilen molekularen Schicht 4 mit dem Löschlicht
in die Information „0" überschrieben werden. Außerdem wird
das erste Isomer durch Bestrahlung mit dem Löschlicht nicht in das zweite
Isomer isomerisiert, da das erste Isomer und das zweite Isomer unterschiedliche
Absorptionswellenlängenbänder aufweisen.
Das heißt,
die im Speicherelement ST gehaltene Information „0" wird durch Bestrahlung der bistabilen
molekularen Schicht 4 mit dem Löschlicht nicht in die Information „1" umgeschrieben. Daher
kann die im Speicherelement ST enthaltene Information in die Information „0" geändert werden,
mit anderen Worten, bezogen auf alle Speicherzellen MC kann die
im Speicherelement ST enthaltene Information durch Bestrahlung mit
Löschlicht
gelöscht
werden.
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Unterdessen
können
in dieser Ausführungsform
in einigen Speicherzellen MC gehaltene Informationen selektiv gelöscht werden,
beispielsweise durch das folgende Verfahren.
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Die 3A und 3B sind
Darstellungen, die schematisch ein Verfahren zum selektiven Löschen von
Informationen, die in den Speicherzellen enthalten sind, zeigen.
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Wenn,
wie oben beschrieben, die bistabile molekulare Schicht 4 mit
dem Löschlicht
bestrahlt wird, wird der angeregte Zustand, in dem ein Loch auf
dem HOMO des zweiten Isomers existiert und ein Elektron auf dem
LUMO existiert, generiert, und das zweite Isomer wird durch diesen
angeregten Zustand in das erste Isomer isomerisiert. Wenn zu diesem
Zeitpunkt beispielsweise unter Nutzung der ersten Elektrode 3 und
der zweiten Elektrode 5 ein elektrisches Feld an die bistabile
molekulare Schicht 4 angelegt wird, empfängt das
Loch auf dem HOMO eine Kraft in derselben Richtung wie die des elektrischen
Feldes, und das Elektron auf dem LUMO empfängt eine Kraft in der entgegengesetzten
Richtung. Wenn die Stärke
dieses elektrischen Feldes ausreichend hoch ist, bewegen sich ein
Loch und ein Elektron, die durch Bestrahlung mit dem Löschlicht
in einem bestimmten bistabilen Molekül generiert worden sind, in
entgegengesetzten Richtungen auf ein Paar bistabiler Moleküle zu, welche
sandwich-artig zu obigem Molekül
angeordnet sind. In Folge dessen kehrt das bistabile Molekül, welches
das Loch und das Elektron generiert hat, vom angeregten Zustand
in einen Grundzustand zurück.
Deshalb wird dieses bistabile Molekül nicht von dem zweiten Isomer
zum ersten Isomer isomerisiert.
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Darüber hinaus
vergrößern das
Loch und das Elektron, die sich von dem oben beschriebenen bistabilen
Molekül
auf das Paar bistabiler Moleküle,
die zu diesem angeordnet ist, zu bewegen, durch Wirkung des elektrischen
Feldes den Abstand zwischen sich. Gewöhnlich ist die Austrittsarbeit
der ersten Elektrode 3 kleiner als die Ionisierungsenergie
der bistabilen molekularen Schicht 4, und die Austrittsarbeit
der zweiten Elektrode 5 ist größer als die Elektronenaffinität der bistabilen
molekularen Schicht 4. Deshalb fließen das Loch und das Elektron,
die durch die Bestrahlung mit Löschlicht
generiert worden sind, schnell aus der bistabilen molekularen Schicht 4 zur
ersten Elektrode 3 beziehungsweise zur zweiten Elektrode 5.
Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit, dass Löcher und
Elektronen, die durch die Bestrahlung mit Löschlicht generiert werden,
in der bistabilen molekularen Schicht 4 rekombinieren,
ausreichend reduziert werden, und bistabile Moleküle werden
dadurch selten durch Löcher
und Elektronen, die in den anderen bistabilen Molekülen generiert
werden, vom zweiten Isomer zum ersten Isomer isomerisiert.
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Das
heißt,
wie in 3A dargestellt, wenn die bistabile
molekulare Schicht 4 ohne Anlegen des elektrischen Feldes
mit dem Löschlicht
bestrahlt wird, kann die in der Speicherzelle MC enthaltene Information „1" mit der Information „0" überschrieben werden. Weiterhin
kann, wie in 3B dargestellt, wenn die bistabile molekulare
Schicht 4 mit dem Löschlicht
bestrahlt wird, während
das elektrische Feld angelegt ist, die in der Speicherzelle enthaltene
Information „1" vor einem Überschreiben
in die Information „0" bewahrt werden.
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Es
ist zu beachten, dass die Isomerisierung vom ersten Isomer zum zweiten
Isomer bewirkt werden kann, wenn sowohl Löcher als auch Elektronen durch
Anlegen des elektrischen Feldes in die bistabile molekulare Schicht 4 injiziert
werden. Eine Injektion sowohl von Löchern als auch von Elektronen
in die bistabile molekulare Schicht durch Anlegen des elektrischen
Feldes kann unterdrückt
werden, indem beispielsweise eine Spannung, die zwischen der ersten
Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 5 angelegt
wird, wesentlich kleiner eingestellt wird, als diejenige beim Schreiben.
Alternativ zum eben Beschriebenen ist es dort, wo die Polarität der an
das Speicherelement ST angelegten Spannung derjenigen beim Schreiben
entgegengesetzt ist, möglich,
die Injektion von Löchern
und Elektronen in die bistabile molekulare Schicht durch Anlegen
des elektrischen Feldes zu unterdrücken, auch wenn eine relativ
hohe Spannung angelegt wird.
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Die
Austrittsarbeit der ersten Elektrode 3 als Anode und die
Austrittsarbeit der zweiten Elektrode 5 als Kathode liegen
zwischen der Elektronenaffinität
und der Ionisierungsenergie der bistabilen molekularen Schicht 4.
Gewöhnlich
wird ein me tallisches Material mit einer größeren Austrittsarbeit für die erste
Elektrode 3 als Anode und ein metallisches Material mit
einer kleineren Austrittsarbeit für die zweite Elektrode 5 als
Kathode verwendet. Daraus resultierend kann eine Potentialbarriere
für die
Injektion eines Loches von der ersten Elektrode 3 in die
bistabile molekulare Schicht 4 und eine Potentialbarriere
für die
Injektion eines Elektrons von der zweiten Elektrode 5 in
die bistabile molekulare Schicht 4 relativ klein eingestellt
werden.
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In
solch einer Struktur sind die Potentialbarriere für die Injektion
eines Elektrons von der ersten Elektrode 3 in die bistabile
molekulare Schicht 4 und die Potentialbarriere für die Injektion
eines Loches von der zweiten Elektrode 5 in die bistabile
molekulare Schicht 4 relativ groß. Daher kann beim Löschen durch
Anlegen einer ersten Spannung zwischen der ersten Elektrode 3 und
der zweiten Elektrode 5, so dass die zweite Elektrode 5 ein
höheres
elektrisches Potential aufweist als die erste Elektrode 3,
bei Anlegen des elektrischen Feldes sowohl die Injektion von Löchern als
auch von Elektronen in die bistabile molekulare Schicht 4 unterdrückt werden,
selbst wenn die erste Spannung relativ hoch ist.
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Beim
Schreiben der Information „1" können Löcher und
Elektronen durch Anlegen einer zweiten Spannung zwischen der ersten
Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 5, die eine
gegenüber
der ersten Spannung 1 entgegengesetzte Polarität aufweist,
effizient in die bistabile molekulare Schicht 4 injiziert
werden. Des Weiteren ist ein nichtlöschendes Auslesen mit geringem
Energieverbrauch in dem Fall möglich,
dass eine dritte Spannung, welche die gleiche Polarität aufweist,
wie die zweite Spannung, und die wesentlich kleiner als die zweite
Spannung ist, zwischen der ersten Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 5 angelegt
und ein Strom, der durch das Speicherelement ST fließt, detektiert
wird.
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Die
folgende Struktur kann in dem Speicherelement ST verwendet werden.
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4 ist
eine Schnittdarstellung, die schematisch ein Beispiel einer Struktur
zeigt, die in einem Speicherelement verwendet werden kann.
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Das
Speicherelement ST enthält
zwischen der ersten Elektrode 3 und der bistabilen molekularen Schicht 4 eine
Löcherinjektionsschicht 6.
Außerdem
enthält
das Speicherelement ST zwischen der zweiten Elektrode 5 und
der bistabilen molekularen Schicht 4 eine Elektroneninjektionsschicht 7.
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Die
Ionisierungsenergie der Löcherinjektionsschicht 6 ist
kleiner als die Ionisierungsenergie der bistabilen molekularen Schicht 4.
Zusätzlich
ist die Elektronenaffinität
der Löcherinjektionsschicht 6 kleiner
als die Elektronenaffinität
der bistabilen molekularen Schicht 4. Des Weiteren liegen
die Austrittsarbeit der ersten Elektrode 3 und die Elektronenaffinität der bistabilen
molekularen Schicht 4 zwischen der Ionisierungsenergie und
der Elektronenaffinität
der Löcherinjektionsschicht 6.
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Andererseits
ist die Elektronenaffinität
der Elektroneninjektionsschicht 7 größer als die Elektronenaffinität der bistabilen
molekularen Schicht 4. Weiterhin ist die Ionisierungsenergie
der Elektroneninjektionsschicht 7 größer als die Ionisierungsenergie
der bistabilen molekularen Schicht 4. Außerdem liegen
die Austrittsarbeit der zweiten Elektrode 5 und die Ionisierungsenergie
der bistabilen molekularen Schicht 4 zwischen der Ionisierungsenergie
und der Elektronenaffinität
der Elektroneninjektionsschicht 7.
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Wenn
solch eine Struktur verwendet wird, werden die Potenzialbarrieren
für die
Injektion eines Loches und eines Elektrons bei Anlegen der ersten
Spannung größer. Daher
kann bei Anlegen der ersten Spannung, selbst wenn die erste Spannung
höher ist,
sowohl die Injektion von Löchern
als auch die Injektion von Elektronen in die bistabile molekulare
Schicht 4 unterdrückt
werden. Es ist anzumerken, dass dieser Effekt auch erzielt werden
kann, wenn nur eine der Löcherinjektionsschicht 6 und
der Elektroneninjektionsschicht 7 für das Speicherelement ST zur
Verfügung
gestellt wird. Darüber
hinaus kann dieser Effekt ebenso erreicht werden, wenn eine Löchertransportschicht
zwischen der Löcherinjektionsschicht 6 und
der bistabilen molekularen Schicht 4 eingefügt wird,
oder wenn eine Elektronentransportschicht zwischen der Elektroneninjektionsschicht 7 und
der bistabilen molekularen Schicht 4 eingefügt wird.
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In
diesem Löschverfahren
werden, wie oben beschrieben, alle bistabilen molekularen Schichten 4 mit dem
Löschlicht
bestrahlt, während
das elektrische Feld anliegt, d. h., die Speicherelemente ST der
Speicherzellen MC, die zu erhaltende Informationen enthalten, mit
Haltesignalen versorgt werden, ohne das elektrische Feld an die
Speicherelemente ST der Speicherzellen MC, die zu löschende
Informationen enthalten, anzulegen. Deshalb werden in der Treiberschaltung
DR1 für
die Wortleitungen WL eine Struktur, die ein Signal, welches bewirkt,
dass sich die Transferelemente TR in einem leitenden Zustand befinden,
jeweils nur an einer der Wortleitungen WL bereitstellen kann, und
eine Struktur, die solche Signale gleichzeitig an einer Mehrzahl
von Wortleitungen WL bereitstellen kann, verwendet. Ebenso werden
in der Treiberschal tung DR2 für
die Bitleitungen eine Struktur die jeweils nur eine der Bitleitungen
BL mit einem Haltesignal versorgen kann, und eine Struktur, welche
die gleichzeitige Versorgung einer Mehrzahl von Bitleitungen BL
mit Haltesignalen ermöglicht, verwendet.
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So
können,
wenn die in 2 dargestellte Schaltungsanordnung
verwendet wird, beispielsweise Informationen neben der Gruppe von
Speicherzellen, die aus Speicherzellen MC besteht, die in einer
Linie in Zeilenrichtung angeordnet sind, oder neben der Gruppe von
Speicherzellen, die aus Speicherzellen MC besteht, die in einer
Linie in Spaltenrichtung angeordnet sind, gelöscht werden. Alternativ können, wenn
andere Schaltungsanordnungen verwendet werden, die Informationen
durch die Speicherzelle MC gelöscht
werden.
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In
dem oben beschriebenen nichtflüchtigen
Speicher 1 können
zusätzlich
zu einer durch die obigen chemischen Formeln repräsentierten
organischen Verbindung verschiedene Verbindungen als das bistabile Molekül genutzt
werden. Typische bistabile Moleküle,
die in dem nichtflüchtigen
Speicher 1 genutzt werden können, werden nachfolgend veranschau licht.
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Die
bistabile molekulare Schicht 4 kann einen Typ eines bistabilen
Moleküls
oder eine Vielzahl von Typen bistabiler Moleküle enthalten. Weiterhin kann
die bistabile molekulare Schicht 4 zusätzlich zu den bistabilen Molekülen andere
Materialien enthalten. Zum Beispiel kann die bistabile molekulare
Schicht 4 ein später beschriebenes
Material in Bezug auf die Löcherinjektionsschicht 6 oder
die Elektronentransportschicht 7 enthalten. Die bistabile
molekulare Schicht 4 muss nicht entsprechend der Speicherelemente
ST unterteilt sein, sie kann eine durchgehende Schicht sein. Die
bistabile molekulare Schicht 4 kann beispielsweise durch
Aufdampfen erzeugt werden.
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Als
Material der ersten Elektrode 3 ist es möglich, einen
anorganischen Leiter, wie eine Kathode einer OLED (Organic Light-Emitting
Diode), beispielsweise ein Metall wie Magnesium oder eine Legierung
wie eine Magnesium-Indium-Legierung, zu nutzen. Die erste Elektrode 3 kann
durch Bildung einer geschlossenen Schicht, beispielsweise durch
ein Zerstäubungsverfahren,
und anschließende
Strukturierung der Schicht erzeugt werden.
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Als
Material der zweiten Elektrode 5 ist es möglich, einen
anorganischen Leiter, wie eine Anode der OLED, beispielsweise ITO
(Indium Tin Oxide), zu nutzen. Die zweite Elektrode 5 muss
nicht entsprechend der Speicherelemente ST unterteilt sein, sie
kann eine durchgehende Schicht sein. Die zweite Elektrode 5 kann beispielsweise
durch ein Zerstäubungsverfahren
gebildet werden.
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Es
ist anzumerken, dass die erste Elektrode 3, die bistabile
molekulare Schicht 4 und die zweite Elektrode 5 in 1 sequenziell
auf dem Substrat 2 übereinander
geschichtet sind, jedoch auch in der umgekehrten Reihenfolge übereinander
ge schichtet werden können.
In jedem Fall muss die Elektrode, die auf der Seite der Lichtquelle
angeordnet ist, in der Lage sein, das Löschlicht durchzulassen.
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Als
Materialien für
die Löcherinjektionsschicht 6 und
die Löchertransportschicht
ist es möglich,
die gleichen Materialien wie für
die Löcherinjektionsschicht
oder die Löchertransportschicht
in der OLED, beispielsweise organische Materialien wie Oligoamin
oder Oligothiophen, einen anorganischen Halbleiter wie Vanadiumoxid
oder einen anorganischen Isolator wie Lithiumfluorid zu nutzen.
Als Löchertransportschicht
wird gewöhnlich
eines mit einer Ionisierungsenergie verwendet, die zwischen der
Ionisierungsenergie der Löcherinjektionsschicht 6 und
der Ionisierungsenergie der bistabilen molekularen Schicht 4 liegt.
Die Löcherinjektionsschicht 6 und
die Löchertransportschicht
müssen
nicht entsprechend der Speicherelemente ST unterteilt sein, sie
können
durchgehende Schichten sein. Die Löcherinjektionsschicht 6 und
die Löchertransportschicht
können
beispielsweise durch ein Auf dampfverfahren gebildet werden.
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Als
Materialien für
die Elektroneninjektionsschicht 7 und die Elektronentransportschicht
ist es möglich, die
gleichen Materialien wie für
die Elektroneninjektionsschicht und die Elektronentransportschicht
in der OLED, ein organisches Material, wie ein oxadiazolbasiertes
Material, oder einen organometallischen Komplex wie Alq3 zu
nutzen. Als Elektronentransportschicht wird gewöhnlich eines mit einer Elektronenaffinität verwendet,
die zwischen der Elektronenaffinität der Elektroneninjektionsschicht 7 und
der Elektronenaffinität
der bistabilen molekularen Schicht 4 liegt. Die Elektroneninjektionsschicht 7 und
die Elektronentransportschicht müssen
nicht entsprechend der Speicherelemente ST unterteilt sein, sie
können
durchgehende Schichten sein. Die Elektroneninjek tionsschicht 7 und
die Elektronentransportschicht können
beispielsweise durch ein Aufdampfverfahren gebildet werden.