[发明专利]有机分子存储器和用于有机分子存储器的有机分子

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于于2011年11月30日提交的日本专利申请No.2011-263099并要求其优先权，其全部内容作为参考引入本文。

技术领域

本文所述实施方案通常涉及有机分子存储器和用于有机分子存储器的有机分子。

背景技术

近年来，储存元件和逻辑元件的密度通过规模化变得更高。集成电路具有更高的集成度和因此更高的容量。该趋势在存储器电路中特别明显。

然而，预计只要维持现有硅(Si)存储器件的基础结构，规模化很快就会达到其极限并且存储器芯片密度和容量的增大将会停止。

为了克服该极限，提出了有机分子存储器，其为使用单分子或分子组装作为存储器元件的新型存储器器件，并报道了该类有机分子存储器的试验性生产。正如已报道的一样，与其中使用常规硅器件的情况相比，通过使用该类有机分子存储器可以实现高得多的密度、高得多的集成度和低得多的功率消耗。

在存储器元件中，要求一定的存储器保留时间。因此，需要改善存储器元件中所用有机分子的存储器保留特性。特别地，在意欲用作永久性存储器的情况下，要求长存储器保留时间，因此，希望进一步改善存储器保留特性。

发明概述

本发明实施方案提供了存储器保留特性优异的有机分子存储器。

实施方案的有机分子存储器包括：第一传导层；第二传导层；和有机分子层，该有机分子层置于第一传导层和第二传导层之间并且含有选自在分子体系中具有分子骨架且同时满足下述条件(I)和(II)的分子组的有机分子，其中所述分子骨架具有沿分子轴伸展的π-电子体系：(I)在该分子组中，最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道

(LUMO)中一个沿分子轴离域，且另一个相对于分子轴定域；(II)在该分子组中，最高占据分子轨道(HOMO)的能级值为-5.75eV或更高。

本发明实施方案可提供存储器保留特性优异的有机分子存储器。

附图简介

图1为第一实施方案的有机分子存储器的示意性透视图；

图2为显示第一实施方案的存储器单元部分中的有机分子的示例性分子结构的图；

图3为第一实施方案的存储器单元部分的电路图；

图4A和4B为显示分子A的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)的图；

图5为说明有机分子存储器中的存储器保留时间的图；

图6A和6B为说明有机分子中的电子传输的图；

图7A和7B为分子S1的轨道图；

图8A和8B为分子S2的轨道图；

图9A和9B为分子S3的轨道图；

图10A和10B为分子S4的轨道图；

图11A和11B为分子S5的轨道图；

图12A和12B为分子S6的轨道图；

图13A和13B为分子S7的轨道图；

图14A和14B为分子S8的轨道图；

图15A和15B为分子S9的轨道图；

图16A和16B为分子S10的轨道图；

图17A和17B为分子S11的轨道图；

图18A和18B为分子T1的轨道图；

图19A和19B为分子T2的轨道图；

图20为根据第二实施方案的有机分子存储器的示意性横截面图；和

图21A-23B为显示分子S12-S14的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)的图。

发明详述

有机分子存储器由双端有机分子存储器形成，其中例如单分子的两端或单分子膜(分子组件)的上表面和下表面与电极连接。分子电阻在其间转换的低电阻和高电阻与存储器中的0和1相关以显现出存储功能。已经制造出了传导性分子的双端器件的样品，并且已报道了有关利用电阻变化的存储器功能的开发和各种存储器特性如擦写次数和存储器保留时间的数值。

已证实使用有机分子的存储器器件原则上不仅作为分子组件而且作为单分子起作用。因此，该存储器器件作为集成电路具有优异的可放大性，并且可以具有比常规硅器件高得多的密度和容量。

同时，在有机分子存储器中要求一定的存储器保留时间。特别地，要用作永久性存储器，有机分子存储器需要具有长存储器保留时间。如果存储器保留时间短，则尽管维持一定的存储器功能，但存储器的应用受到限制。