[发明专利]先进的存储结构和设备

说明书

提供了存储设备和方法。在一个方面，一种存储结构可以包括第一场元件、第二场元件、可移动磁性元件和第一加热器。第一场元件可以是超导体。第二场元件可以被设置为面对第一场元件并且与第一场元件相距第一距离。可移动磁性元件可以被第二场元件排斥并且设置在第一场元件和第二场元件之间的空间中。第一加热器可以布置在第一场元件附近。可移动磁性元件可以响应于流过第一加热器的第一电流而朝向第一场元件移动。

技术领域

本申请涉及存储器领域，并且更具体而言，涉及基于超导体技术的存储器的方法和设备。

背景技术

计算机作为最常用的设备已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。易失性存储器和非易失性存储器都是计算机的关键部件。存储器的示例包括动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和闪存等。在某些应用中，工作温度非常低。因此，期望具有在极低温度下工作的存储设备。

超导体是当温度下降到某个临界温度以下时无电阻地传导电流的材料。临界温度也称为转变温度。在临界温度以下，材料会转变为超导状态。即使对于高温超导体，临界温度也是非常低的。当材料转变为超导状态时，会发生迈斯纳效应(或迈斯纳-奥克森费尔德效应)，这会导致磁场从材料内部放出。

如果将小磁体带到超导体上方，则它将被排斥，因为磁场使电流自发地流过超导体的表面。电流产生磁体每一极的镜像，其抵消了超导体内部的磁场并使磁体悬浮。因此，磁体由于磁力而悬浮在空气中。磁力悬浮(maglev)或磁悬浮是超导体的最突出特性之一，因为在没有任何支撑的情况下利用磁场将物体悬浮在空气中非常与众不同而且引人注目。当前，大多数超导体磁悬浮应用通常针对机械结构。

所公开的方法和系统旨在解决上述一个或多个问题以及其他问题。

发明内容

在本公开内容的一个方面，一种存储结构可以包括第一场元件、第二场元件、可移动磁性元件和第一加热器。第一场元件可以是超导体。第二场元件可以被设置为面对第一场元件并且与第一场元件相距第一距离。可以将第一场元件和第二场元件耦合以产生力场。可移动磁性元件可以被第二场元件排斥并且设置在第一场元件和第二场元件之间的空间中以由力场控制。第一加热器可以布置在第一场元件附近。可移动磁性元件可以响应于流过第一加热器的第一电流而朝向第一场元件移动。

在本公开内容的另一方面，一种存储设备可以包括控制电路和存储结构的至少一个阵列。每个存储结构可以包括第一场元件、第二场元件、可移动磁性元件和第一加热器。第一场元件可以是超导体。第二场元件可以被设置为面对第一场元件并且与第一场元件相距第一距离。可以将第一场元件和第二场元件耦合以产生力场。可移动磁性元件可以被第二场元件排斥并且设置在第一场元件和第二场元件之间的空间中以由力场控制。第一加热器可以布置在第一场元件附近。可移动磁性元件可以响应于流过第一加热器的第一电流而朝向第一场元件移动。

在本公开内容的另一方面，一种方法可以包括：沉积第一材料的第一层；由所述第一材料形成多个场元件；沉积磁性材料的第二层；由所述磁性材料形成多个磁性元件；沉积导电材料的第三层；由所述导电材料形成多个导体；沉积超导材料的第四层；由所述超导材料形成多个超导体；沉积电阻材料的第五层；以及由所述电阻材料形成多个加热器。磁性材料的第二层可以设置在两层填充材料之间。在去除围绕所述多个磁性元件的填充材料之后，所述多个磁性元件可以成为可移动的。

在本公开内容的另一方面，一种电子设备可以包括微处理器、存储设备、控制器、输出模块和输入模块。控制器可以控制存储设备。该存储设备可以包括存储结构的至少一个阵列。每个存储结构可以包括第一场元件、第二场元件、可移动磁性元件和第一加热器。第一场元件可以是超导体。

第二场元件可以被设置为面对第一场元件并且与第一场元件相距第一距离。可移动磁性元件可以被第二场元件排斥并且设置在第一场元件和第二场元件之间的空间中。第一加热器可以布置在第一场元件附近。可移动磁性元件可以响应于流过第一加热器的第一电流而朝向第一场元件移动。