[发明专利]一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器

说明书

本发明公开了一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器，包括：基板衬底，所述基板衬底的内部具有2DEG，所述基板衬底设置有第一金属电极和第二金属电极，利用光照在透明的薄膜上产生光电子，并驱动光电子聚集在氧化物上，改变氧化物表面二维电子气的电子浓度；与光敏电阻等不同，这种电子浓度的改变，不是通过材料自身电子能级跃迁得到的，故而不会通过电子‑空穴对的复合而消失掉，实现氧化物表面二维电子气局部电阻的永久性改变，完成数据的存储功效；而数据的读取则需要测量数据单元的电阻来实现，我们已有的实验表明这种加载的外光电子，可以通过施加约10V的负电压驱离出氧化物表明二维电子气，从而实现数据的擦除功效。

技术领域

本发明涉及随机存储器技术领域，具体为一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器。

背景技术

现今三类典型的存储器件是磁性存储器、半导体存储器和光学存储器。存储速度慢损耗高的磁性存储器逐渐被性能更优异的半导体存储器所取代。原理上讲光学存储器理应具有更快的存储速度和更高的存储密度。只读型光盘由激光烧蚀有机记录层，根据记录层烧蚀和未烧蚀部分对激光反射率的变化，从而读取数据；可读可写光存储器则利用激光让磁性记录层发生铁磁-顺磁相变，从而实现数据的刻录，而读取则另外需要半导体读头来实现；因此提出一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于外光电效应和二维电子气的光学随机存储器，包括：基板衬底，所述基板衬底的内部具有2DEG，所述基板衬底上设置有第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和第二金属电极13的外部分别设置有第一导线和第二导线，所述基板衬底的上方设置有透明介质，所述透明介质的下表面形成有透明导电膜，所述透明介质的上表面形成有二维结构薄膜，所述透明导电膜的外部设置有第三导线。

优选的，所述第二金属电极的接触方式为与二维电子气形成肖特基接触或半固定式的范德华接触作为电控式开关中的一种，为读取数据的正极。

优选的，所述第一金属电极的接触方式为欧姆接触。

优选的，所述透明介质的材质为光学玻璃或树脂镜片中的一种。

优选的，所述透明导电膜的材质为ITO、GaP或MoTe2。

优选的，选用ITO时，ITO采用直流磁控溅射方法制备，选用GaP或MoTe2时，采用化学气相沉积法、液相剥离法成膜。

优选的，所述基板衬底的材质为KTaO₃或SrTiO₃中的一种。

优选的，选用KTaO₃作为基板衬底的材质时，KTaO₃表面二维电子气采用离子束轰击的方法实现，二维电子气浓度不超过10¹⁴cm³，并可实现二维电子气10⁵倍及以上的的电阻改变。

优选的，所述第一金属电极和所述第二金属电极均采用直流磁控溅射方法制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用光照在透明的薄膜上产生光电子，并驱动光电子聚集在氧化物上，改变氧化物表面二维电子气的电子浓度；与光敏电阻等不同，这种电子浓度的改变，不是通过材料自身电子能级跃迁得到的，故而不会通过电子-空穴对的复合而消失掉，从而实现氧化物表面二维电子气局部电阻的永久性改变，完成数据的存储功效；而数据的读取则需要测量数据单元的电阻来实现，我们已有的实验表明这种加载的外光电子，可以通过施加约10V的负电压驱离出氧化物表明二维电子气，从而实现数据的擦除功效。

附图说明