[发明专利]分子存储器和用于加工它的处理系统与方法

权利要求书

1.一种分子存储装置，其包括

微米或者亚微米尺寸的电化学电池，所述电化学电池包括：

工作电极；

反电极；

辅助反电极；

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

与至少一个电极电连接的氧化还原活性分子。

2.权利要求1的装置，其中至少一些氧化还原活性分子位于一层或者多层化学吸附层中。

3.权利要求1的装置，其中氧化还原活性分子共价键合至至少一个电极上。

4.权利要求1的装置，其中氧化还原活性分子电连接至工作电极和辅助反电极上。

5.权利要求1的装置，其中所述氧化还原活性分子为单体卟啉、二茂铁衍生的卟啉、二聚卟啉、三聚卟啉、卟啉衍生物、卟啉聚合物或者其组合。

6.权利要求1的装置，其中所述工作电极含有金、铝、银、碳、钨、铜、铂、钛、钽、氮化钨、多晶体硅、纳米晶体硅、氮化钛、氮化钽、钨化钛、IrO、RuO、OsO、RhO、ITO或者其组合。

7.权利要求1的装置，其中所述辅助反电极含有金、铝、银、碳、钨、铜、铂、钛、钽、氮化钨、多晶体硅、纳米晶体硅、氮化钛、氮化钽、钨化钛、IrO、RuO、OsO、RhO、ITO或者其组合。

8.权利要求1的装置，其中所述电解质包括聚合物基质和离子型液体；传导离子的玻璃或者陶瓷；传导离子的过渡金属氧化物，或者固体电解质。

9.一种存储元件，其包括

与微米或者亚微米尺寸电化学电池相连接的开关装置，其中所述电化学电池包括：

工作电极；

反电极；

辅助反电极；

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

与至少一个电极电连接的氧化还原活性分子。

10.一种存储器阵列，其包括

一阵列存储元件，其中至少一些存储元件包括：

与微米或者亚微米尺寸的电化学电池相连接的开关装置，其中所述电化学电池包括：

工作电极；

反电极；

辅助反电极；

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

与至少一个电极电连接的氧化还原活性分子。

11.权利要求10的存储器阵列，其中该阵列包括至少250,000个具有连接至微米或者亚微米尺寸的电化学电池的开关装置的存储元件。

12.一种计算装置，其包括

与包括一阵列存储元件的分子存储器相连的中央处理器，其中至少一些存储元件包括

与微米或者亚微米尺寸的电化学电池相连接的开关装置，其中该电化学电池包括：

工作电极；

反电极；

辅助反电极；

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

与至少一个电极电连接的氧化还原活性分子。

13.权利要求12的计算装置，其中该计算装置为便携式计算机、个人数字助手、手机、数码相机、数码摄像机或者嵌入式计算机。

14.权利要求12的计算装置，其中所述开关装置为晶体管。

15.一种读取分子存储装置的方法，包括

将位线连接至电化学电池上，其中所述电化学电池包括：

与存储分子电连接的工作电极；

反电极；

辅助反电极；和

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

监测位线，获取指示存储分子的氧化态的电位变化。

16.权利要求15的方法，其中所述辅助反电极电连接至氧化还原活性分子上。

17.权利要求15的方法，其中所述电化学电池为微米或者亚微米尺寸的。

18.一种写入分子存储装置的方法，包括

将位线连接至电化学电池，其中该电化学电池包括：

电连接至存储分子的工作电极；

反电极；

辅助反电极；和

接触工作电极、反电极和辅助反电极的电解质；和

对位线施加电压来设定存储分子的氧化态。