專利名稱：耐磨數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及 存儲(chǔ)設(shè)備，尤 及具有經(jīng),的耐磨性的 存儲(chǔ)設(shè)備。
背景技術(shù)：
M存儲(chǔ)設(shè)備被不斷池提出，以提供尺寸更小、容量更高以及成本更低的數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)設(shè)備。其中的一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是探針存儲(chǔ)設(shè)備，它包括，例如，各自包含導(dǎo)電元
件(例如電極)的一個(gè)或多個(gè)探針，這些探針繊鐵電薄膜介質(zhì)并與其接觸。ilil導(dǎo) 電元件向探針施加適當(dāng)?shù)碾妷海谔结樇舛司植康妮^小空間區(qū)域(例如疇)中使鐵電 膜的極化指向"上"或"下"，以此在介質(zhì)中存儲(chǔ)二進(jìn)制'T鄰"O"。然后，iK包括壓電 表面位移的感測(cè)、局部導(dǎo)電率變化的感測(cè)的多種技術(shù)，或通過(guò)在極化翻轉(zhuǎn)過(guò)程中感測(cè) 電流，可以讀取繊。
一種鐵電介質(zhì)通常包括最小化磨損荊蹄i價(jià)質(zhì)污染的保護(hù)覆蓋層。探!使包括最 小化探針磨損的保護(hù)覆蓋層。探針和介質(zhì)保護(hù)覆蓋層的厚度連同施加到介質(zhì)保護(hù)覆蓋 層上的潤(rùn)滑層的厚度一起占居了#頭-介質(zhì)間距預(yù)算的大部分。該間￡隨而影響寫(xiě)電 壓的效率、回讀效率和寫(xiě)入到鐵電介質(zhì)中的數(shù)據(jù)的物理大小。因此，消除或降低對(duì)保
護(hù)覆蓋層的需要可以改進(jìn)im存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率和尺寸。
因此，存在對(duì)克服已知im存儲(chǔ)設(shè)備的限制、缺點(diǎn)和不足的經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè) 備的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明滿足該需要以及其它需要，3aai隨后對(duì)說(shuō)明書(shū)和附圖的查看將被更加充 分地働 。
本發(fā)明的一方面提供一種裝置，包括'變換器和附連在該變換器上的多個(gè)聚合物 繩。變換器可以是 存儲(chǔ)設(shè)備的探針。聚合物繩可由導(dǎo)電性聚合物形成。另外，聚 合物繩可以由聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或聚亞苯基亞乙烯基形成。本發(fā)明的另一方面提供一種裝置，包括存儲(chǔ)介質(zhì)和Pf鏈于該存儲(chǔ)介質(zhì)上的多個(gè)聚 合物繩。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)。聚合物繩可由導(dǎo)電性聚合物形成。另外，聚 合物繩可以由聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或聚亞苯基亞乙烯基形成。
本發(fā)明的又一方面Jlt共一種設(shè)備，包括附連其上的多個(gè)聚合物繩的變換器和附連 其上的多個(gè)聚合物繩的存儲(chǔ)介質(zhì)。附連在存儲(chǔ)介質(zhì)上的多個(gè)聚合物繩被定位成與附連 在變換器上的多個(gè)聚合物繩相互作用。變換器可以是 存儲(chǔ)設(shè)備的探針。存儲(chǔ)介質(zhì) 可以是鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)。另外，變換器和存儲(chǔ)介質(zhì)可以被浸沒(méi)或包容在設(shè)定的環(huán)境中， 例如，溶劑、水或富含溶劑或水的氣相環(huán)境中。
通過(guò)以下描述，本發(fā)明的這些和其它方面歡變得更加顯而易見(jiàn)。


圖1是結(jié)合本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的示意性橫截面圖; 圖2是離多根據(jù)本發(fā)明4頓的存儲(chǔ)介質(zhì)的詳細(xì)偵艦圖; 圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的 存儲(chǔ)設(shè)備的示意圖； 圖4a4d示出用于本發(fā)明的聚合物的示例。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的 存儲(chǔ)設(shè)備30的示意性橫截面圖。設(shè)備30包括包含 襯底34的外殼32。例如探針36的變換器陣列位于襯底34上。探針36向上延伸以與 例如鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)38的存儲(chǔ)介質(zhì)相接觸。存儲(chǔ)介質(zhì)38安裝在可移動(dòng)部件40上。線圈 42和44安裝在可移動(dòng)部件40上。磁體46和48分別安裝在在外殼32內(nèi)，線圈42和 44附近。彈簧50和52形成支撐可移動(dòng)部件40的懸置組件的1分。可以意識(shí)到， 線圈42和44以及磁體46和48的組合形自于移動(dòng)可移動(dòng)部件40的致動(dòng)器組件。線 圈42和44中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與磁體46和48產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用以產(chǎn)生力， 該力在可移動(dòng)部件40的平面上具有分量并導(dǎo)致可移動(dòng)部件40的線性移動(dòng)。這種移動(dòng) 進(jìn)而使介質(zhì)38上的個(gè)別存儲(chǔ)位置或疇相對(duì)于探針36移動(dòng)。
雖然圖1示出im存儲(chǔ)設(shè)備30的一個(gè)方面，但是本發(fā)明并不限于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備 或相關(guān)構(gòu)件的任何特定配置。例如，可以采用多種配置來(lái)相對(duì)于介質(zhì)38安排探針36， 或者探針36可以位于介質(zhì)38之上。另外，其它類型的致動(dòng)器組件，例如靜電致動(dòng)器， 能在探針36和介質(zhì)38之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖2是可以根據(jù)本發(fā)明^頓的鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)38的更詳細(xì)的側(cè)視圖。存儲(chǔ)介質(zhì)38 包括襯底54，該襯底可以是例如Si。介質(zhì)38還可以包括鄰近襯底54的中間菊中子層 56，該層可以是例如SrTi03。介質(zhì)38還可以包括鄰近層56的另外的中間層或種子層 58，該中間層可以是例如SrRu03。介質(zhì)38還可以包括鄰近層58的鐵電存儲(chǔ)層60，該 鐵電存儲(chǔ)層可以是例如鋯鈦酸鉛(PZT)。然而，可以意i賜U，可在襯底54和存儲(chǔ)層 60之間使用其它中間層或種子層。雖然此處描述了具體示例材料，但是應(yīng)該理解，本 發(fā)明并不限于所列舉的材料。
仍參照?qǐng)D2，鐵電存儲(chǔ)層60包括具有指定極化的多個(gè)單疇62，如箭頭A所示， 它們表示存儲(chǔ)在每一個(gè)疇62中的數(shù)據(jù)。
參照?qǐng)D3，闡明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的 存儲(chǔ)設(shè)備130的示意圖。設(shè)備130包括變 換器，例如鄰近于存儲(chǔ)介質(zhì)(例如鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)138)的探針136。可以意識(shí)到，為了 簡(jiǎn)化本發(fā)明的描述，圖3僅僅示出單個(gè)探針136，即變換器，但可以提供多個(gè)探針。 探針136包括附連于其上的多個(gè)導(dǎo)電聚合物繩137。另外，介質(zhì)138包括Pf鏈于其上 的多個(gè)導(dǎo)電聚合物繩139。將繩137和139定^^在它們之間有相互作用。隨著介質(zhì) 138相對(duì)于探針136運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行由讀-寫(xiě)電路141所控制的讀-寫(xiě)操作，繩137和139相 互作用以減小探針136和介質(zhì)138之間的摩擦，從而減小這些構(gòu)件的磨損。有利的是， 這延長(zhǎng)了探針136和介質(zhì)138的生命周期，否則在不存在繩137和139的情況下，探 針136和介質(zhì)138直接相互接觸并遭受顯著的磨損率。
仍參照?qǐng)D3， 存儲(chǔ)設(shè)備130被包含在設(shè)定的環(huán)境143中，例如，4鄉(xiāng)針136 和介質(zhì)138浸沒(méi)在溶劑145中。這在附連于探針136的繩137和附連于介質(zhì)138的繩 139之間累積滲透壓，以)| 針136和介質(zhì)138維持在固定的間隔距離D (參見(jiàn)圖3) 上，其中D在約lran到約10nm的范圍內(nèi)。翻于本發(fā)明的翻U 145的示例包括甲苯 或環(huán)己烷。
一旦浸沒(méi)在戶 溶劑145或其它設(shè)定的環(huán)境中，聚合物繩137和139的長(zhǎng)度丄o 對(duì)應(yīng)于在排斥壓力P下探針136向介質(zhì)138的誕，根據(jù)以下等式，排斥壓力尸是探 針136和介質(zhì)138之間的間距Z)的函數(shù)
6因此，聚合物繩137和139的外部區(qū)域允許接觸，因此在這些構(gòu)件在讀-寫(xiě)操作期 間彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)使探針136和介質(zhì)138之間的摩擦最小化。長(zhǎng)度丄。在約l.Onm到約 100nm的范圍內(nèi)并且代表聚合物繩137和139實(shí)質(zhì)上未壓縮的長(zhǎng)度的平均值，?？梢?意識(shí)到，圖3中的&示出其中&小于"的示例，但該丄c可以大于Z)。除了所述的、皿U之外，根據(jù)本發(fā)明可以運(yùn)用其它設(shè)定的環(huán)境143。例如，設(shè)定的 環(huán)境143可以是空氣、水或 聚合物繩137和139之間所需相互作用的其它M液 體。作為另一個(gè)示例，設(shè)定的環(huán)境143可以是富含預(yù)定的溶劑、水或其它M液體的 氣相環(huán)境。圖4a4d示出用于形成聚合物繩137和139的M聚合物的示例。在選捧待定的 聚合物時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的一個(gè)重要方面是將寫(xiě)裝置(即探針136)緊密,存儲(chǔ)介 質(zhì)138的必要性。這個(gè)間距不應(yīng)該由于潤(rùn)滑體的存在而不必要地增大。因此，聚合物 繩137和139不應(yīng)該增加探針136和介質(zhì)138之間的間距。為了保持探針136和介質(zhì) 138之間的合適間距，本發(fā)明使用導(dǎo)電聚合物形游竜137和139，以在探針136和介質(zhì) 138之間保持足夠的電導(dǎo)率，同時(shí)減小這些構(gòu)件之間的摩擦和/或磨損繩。4頓諸如移植法或化學(xué)錨定法的技術(shù)，將聚合物繩137和139分別被Pf鏈到探針 136和介質(zhì)138的表面上。當(dāng)Mil本文所描述的特定技術(shù)分別將聚合物繩137和139 附連到探針136和介質(zhì)138上時(shí)， 一個(gè)重要因素是要附連的繩的密度。所移植的繩137 或139之間的間距s (參見(jiàn)圖3)是確定密度的重要參數(shù)，并且可以由下面的公式確定其中5=聚合物繩之間的間距；a-聚合物片段的長(zhǎng)度；N:聚合離或聚合物鏈的長(zhǎng)度； /\=聚合物繩的粘著能量。因此，聚合物向探針136和介質(zhì)138結(jié)合得越強(qiáng)，繩彼此聚集得越緊密。根據(jù)本 發(fā)明，間距s在約2nm到約60nm的范圍內(nèi)。然而本文所描述的特定方面是以示出本發(fā)明為目的而不是為了限制本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以意識(shí)到，可在本發(fā)明的原理和范圍內(nèi)對(duì)細(xì)節(jié)、材料和部##列進(jìn)行各種變化，而不背離所附權(quán)利要求所描述的本發(fā)明。例如，在探針存儲(chǔ)設(shè)備的上下文中 描述和示出本發(fā)明，但可以意識(shí)到，本發(fā)明可以用于，例如其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備及其構(gòu) 件，其中使用聚合物繩的優(yōu)勢(shì)在于，例如減小磨損和磨損，或增強(qiáng)構(gòu)件之間的電導(dǎo)率。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括變換器；和附連到所述變換器上的多個(gè)聚合物繩。
2. 如權(quán)利要求l戶腿的裝置，其特征在于，戶腿變換器為探針。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，戶 聚合物繩由導(dǎo)電聚合物形成。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述聚合物繩由聚吡咯、聚苯胺、 聚噻吩或聚亞苯基亞乙烯基形成。
5. —種裝置，包括 存儲(chǔ)介質(zhì)；和附連到所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的多個(gè)聚合物繩。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)為鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)。
7. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，戶，聚合物繩由導(dǎo)電聚合物形成。
8. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述聚合物繩由聚吡咯、聚苯胺、 聚噻吩、或聚亞苯基亞乙烯基形成。
9. —種裝置，包括變換器，具有附連其上的多個(gè)聚合物繩；以及存儲(chǔ)介質(zhì)，鄰近于戶皿變換器，戶; ^存儲(chǔ)介質(zhì)具有Pf鏈其上的多個(gè)聚合物繩。
10. 如權(quán)利要求9戶腿的裝置，其特征在于，戶腿變換器為探針。
11. 如權(quán)利要求9戶腿的裝置，其特征在于，戶腿存儲(chǔ)介質(zhì)為鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)。
12. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，Pf鏈到戶腿變換器上的戶腿聚合 物繩和附連到所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的所述聚合物繩由導(dǎo)電聚合物形成。
13. 如權(quán)禾腰求9所述的裝置，辦征在于，Pf鏈到戶;M變換器上的戶脫聚合物繩和附連到所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的戶腿聚合物繩由聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、或聚亞苯 基亞乙烯基形成。
14. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，戶腿變換器和戶; ^存儲(chǔ)介質(zhì)包含在設(shè)定的環(huán)境中。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述設(shè)定的環(huán)境包括溶劑、水 或氣相環(huán)境，其中所述氣相富含、M喊水。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述翻U包括甲苯或環(huán)已烷。
17. 如權(quán)利要求9戶脫的裝置，辦征在于，附連到戶;M變換器上的戶腿聚合物繩之間的間距和附連到所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的所述聚合物繩之間的間距在約2 nm到約 60nm的范圍內(nèi)。
18. 如權(quán)利要求9戶皿的裝置， 征在于，附連至lM^存儲(chǔ)介質(zhì)上的所述多個(gè)聚合物繩被定位成與附，斷述變換器上的戶;M多個(gè)聚合物繩相互作用。
19. 如權(quán)利要求9戶脫的裝置，其特征在于，附連到戶;M變換器上的戶;M聚合物繩和附連至lj所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的戶腿聚合物繩各自具有范圍在約1.0 nm到約100 nm 的長(zhǎng)度。
20. 如權(quán)利要求9所述的裝置，，征在于，戶，變換器和戶皿存儲(chǔ)介質(zhì)被間 隔開(kāi)范圍在約1謹(jǐn)?shù)郊s10 nm的距離。
全文摘要
一種裝置，包括變換器和/或存儲(chǔ)介質(zhì)，其中變換器具有附連其上的多個(gè)聚合物繩，存儲(chǔ)介質(zhì)具有附連其上的多個(gè)聚合物繩。當(dāng)該裝置包括變換器和存儲(chǔ)介質(zhì)兩者時(shí)，附連到變換器上的多個(gè)聚合物繩可被定位成與附連到存儲(chǔ)介質(zhì)上的多個(gè)聚合物繩相互作用。該變換器可以是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的探針。該存儲(chǔ)介質(zhì)可以是鐵電存儲(chǔ)介質(zhì)。
文檔編號(hào)G11B9/00GK101241726SQ200810085688
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者C·尼斯特利卡, P·M·瓊斯, Y-T·赫沙 申請(qǐng)人:希捷科技有限公司