[发明专利]包括柔性纳米浮栅的非易失性存储设备及制造该设备的方法

权利要求书

1.一种非易失性存储设备，其包含：

浮栅，其适于在柔性衬底上面进行电荷的充电和放电，

其中所述浮栅包含：

在所述柔性衬底上面形成的连接层，所述连接层包括适用于结合至金属离子的连接基团；以及

在所述连接层上面由金属离子形成的金属纳米粒子。

2.如权利要求1所述的非易失性存储设备，进一步包含：

在所述柔性衬底上面形成的表面层，其中所述表面层包括具有适于结合到所述连接基团的羟基(-OH)官能团的有机材料。

3.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述柔性衬底包括具有选自以下群组之一的聚合物：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯酸乙二酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚砜(PES)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、或其混合物。

4.如权利要求1所述的非易失性存储设备，进一步包含：

在所述衬底和所述浮栅之间插入的隧穿绝缘层；

在所述浮栅上面形成的栅绝缘层；以及

在所述栅绝缘层上面形成的控制栅。

5.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述连接层为包括有机材料的单分子层。

6.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述浮栅进一步包含无机氧化物和被结合到所述金属纳米粒子的表面的电介质有机材料中的至少一个。

7.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述浮栅进一步包含被结合到所述金属离子或金属纳米粒子的一种或多种有机表面活性剂。

8.如权利要求7所述的非易失性存储设备，其中所述有机表面活性剂包括含氮的有机材料或含硫的有机材料。

9.如权利要求7所述的非易失性存储设备，其中所述有机表面活性剂包含不同种类的第一有机材料和第二有机材料，以及

所述第一有机材料为含氮的有机材料或含硫的有机材料，以及

所述第二有机材料为基于催化剂的相变有机材料。

10.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述金属纳米粒子具有大约0.5到3.0nm的平均粒子直径。

11.如权利要求10所述的非易失性存储设备，其中所述金属纳米粒子具有大约±20％或更小的粒子半径标准差。

12.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述连接层为在所述衬底上面形成的有机分子的自组装单分子层。

13.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述连接层为具有选自以下至少一个官能团的硅烷化合物层：胺基(-NH2)、羧基(-COOH)、以及硫醇基(-SH)。

14.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述连接基团的每个包含：

结合到所述衬底的表面的第一官能团；

结合到所述金属离子的第二官能团；以及

用于联接所述第一官能团和所述第二官能团的链式基团。

15.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述金属纳米粒子选自以下粒子：金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、金属氮化物纳米粒子、金属碳化物纳米粒子、以及金属互化物纳米粒子。

16.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述金属纳米粒子被彼此间隔设置以形成单层，所述单层具有大致为一个金属纳米粒子的厚度。

17.如权利要求1所述的非易失性存储设备，其中所述浮栅具有垂直的多重堆叠结构，在所述堆叠结构中所述连接层和由所述金属纳米粒子形成的纳米粒子层交替性地并重复地堆叠。

18.一种非易失性存储设备,其包含:

浮栅,其适于在柔性衬底上面进行电荷的充电和放电,

其中所述浮栅包含:

在所述柔性衬底上面形成的电介质粒子载体，并且所述电介质粒子载体包括在所述电介质粒子载体的表面上的连接基团，其中所述连接基团适于结合到金属离子；以及

由所述金属离子形成的金属纳米粒子。