[发明专利]用于电开关的设备和方法

权利要求书

1.一种用于电开关的设备，所述设备包括：

结晶层，所述结晶层具有第一侧和与所述第一侧相反的第二侧，所述结晶层具有从所述第一侧延伸至所述第二侧的至少一个通道；

设置在所述结晶层的所述第一侧上的第一电极，所述第一电极在所述结晶层中的第一固溶度小于1％；以及

设置在所述结晶层的所述第二侧上的第二电极，所述第二电极在所述结晶层中的第二固溶度小于1％，

其中所述第一电极包含活性材料，以响应于施加在从所述第一电极到所述第二电极的第一电压而提供沿着所述至少一个通道迁移的至少一种金属离子。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述结晶层包含半导体。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述半导体包括以下中的至少一种：IV族半导体、III族-V族半导体、III族-氮化物半导体或II族-VI族半导体。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述结晶层的厚度为约2nm至约1μm。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个通道包括至少一个线缺陷。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述至少一个线缺陷的横向尺寸为约0.1nm至约30nm。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述至少一个线缺陷包括密度为约10²个线缺陷/μm²至约10⁶个线缺陷/μm²的线缺陷阵列。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述活性材料包括以下中的至少一种：Ag、Al、Au、In、Sn或Zn。

9.根据权利要求1所述的设备，其中在室温下，所述第一固溶度或所述第二固溶度中的至少一者小于0.1％。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一种金属离子包括多个金属离子，所述多个金属离子响应于施加在所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一电压而在所述至少一个通道中形成导电丝线。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述导电丝线被配置成在移除所述第一电压时保留在所述至少一个通道中。

12.根据权利要求10所述的设备，其中所述多个金属离子被配置成响应于施加在从所述第一电极到所述第二电极的第二电压而退回至所述第一电极，所述第二电压具有与所述第一电压的第一极性相反的第二极性。

13.根据权利要求1所述的设备，还包括：

阻抗层，所述阻抗层设置在所述结晶层与所述第二电极之间，以减小所述设备的体漏电流。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述阻抗层包含本征半导体。

15.根据权利要求13所述的设备，其中所述阻抗层的厚度为约1nm至约5nm。

16.根据权利要求1所述的设备，还包括：

阻挡层，所述阻挡层设置在所述结晶层与所述第一电极之间，以减小所述设备的体漏电流。

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述阻挡层和所述结晶层被掺杂以形成p-n结。