[发明专利]写入和读取信息的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及向电场可编程膜(electric field programmable film)写入信息的方法。本发明还涉及读取存储的信息的方法。本发明还涉及使用本发明方法的装置。

背景技术

扫描探针显微镜是广泛用来在原子水平分析材料表面的技术。扫描探针显微镜的一个常规的例子是原子力显微镜(AFM)，其使用具有安装在柔性悬臂上的微型尖端的探针或触针(stylus)。该尖端通常由Si₃N₄或Si制成。在操作中，所述探针或触针缓慢扫描过材料的表面。在一些应用中，探针或触针保持与该材料的表面相距几个的距离，即保持为非接触模式。在一些应用中，所述探针或触针保持与该材料表面接触，即保持为接触模式。所述材料表面上的原子与尖端上的原子之间的作用力能够表示该材料表面的某些性质，是可以测量的。例如，在一些应用中，该作用力使得所述探针或触针相对于所述材料的表面移动。移动的方向和大小可以检测和测量。最常规的用来检测/测量所述移动的技术将激光会聚到所述悬臂的顶部，反射到光检测器上。使用光检测器信号来绘制该材料表面的特定性质，其分辨率可达原子尺度和纳米尺度。在这样的装置中，使用压电传感器和反馈回路控制探针或触针相对于样品的横向移动和纵向移动，所述反馈回路产生与移动成比例的电压差。

Binnig等人在美国专利申请公开第2004/0257887号中揭示了用来存储二进制数据的具有高数据容量的设备和方法。Binnig等人揭示了一种设备，该设备包括：一种带材，该带材具有信息层，信息可以以微扰的形式存储在该信息层上；探针阵列，该阵列在工作的时候朝向所述带材，扫描所述带材的表面；用来通过探针选择性地形成微扰的装置；用来通过探针检测微扰的存在的装置，以及用来使带材相对于探针阵列移动的驱动装置。

然而，人们仍然需要用来写入和读取信息的新方法，以及使用这些新方法的存储装置。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种在电场可编程膜中存储信息的方法，该方法包括：提供具有顶面和底面的电场可编程膜；通过使用至少一个触针，从所述电场可编程膜的顶面到底面施加贯穿该电场可编程膜的写入电压，从而将信息写入至所述电场可编程膜，所述写入电压在所述电场可编程膜内感生持久的极化域(domain of polarization)；所述电场可编程膜包括至少两种可用的信息态(information state)，每种可用的信息态对应于不同的极化。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用来在电场可编程膜装置中存储信息的方法，该方法包括：提供基板；提供具有顶面和底面的电场可编程膜，所述底面与所述基板电耦联，所述电场可编程膜包括一个或多个部分，每个部分对应于一个存储单元，各存储单元包括至少两种可用的信息态，每种可用的信息态对应于所述电场可编程膜不同的极化；提供至少一个触针；通过在所述触针和基板之间、在至少一个存储单元上施加写入电压，向所述至少一个存储单元写入信息，所述写入电压在所述电场可编程膜内感生持久的极化域。

在本发明的另一个方面中，提供了一种存储装置，其包括：电场可编程膜，所述电场可编程膜包括多个独立映射的部分，它们对应于多个独立的(individual)存储单元；所述存储装置包括以多比特信息形式存储的信息。

在本发明的另一个方面中，提供了一种读取电场可编程膜中存储的信息的方法，该方法包括：提供电场可编程膜，在该电场可编程膜中包含有存储在至少一个存储单元中的信息，所述电场可编程膜包括至少两种可用的信息态，各可用的信息态对应于不同的极化；提供至少一个触针；通过测量所述触针和对应于所述至少一个存储单元的电场可编程膜之间的作用力，确定所述至少一个存储单元的信息态。

具体实施方式

在本文中和所附的权利要求书中，术语“电耦联”包括欧姆接触、电容耦联和/或电感耦联。

在本文中和所附的权利要求书中，术语“化学结合”表示共价结合、离子结合和氢键结合。

在本文中和所附的权利要求书中，术语“衍生物”表示电子给体或电子受体，包括所述电子给体或电子受体的化学变体和类似物，例如异构体、化学取代物质、以及所述电子给体或电子受体与结合体(binder)化学结合、或者作为单体单元结合入该结合体的情况。