技术特征：
1.一种具有层结构(10)的二位存储器件(1)，所述层结构(10)以此顺序包含底层(a)，分子层(c)，其含有具有至少一个极性官能团的手性化合物，和顶层(e)，其中所述顶层(e)是导电的和铁磁性的，其中所述手性化合物充当穿过分子层(c)的电子的自旋过滤器，所述手性化合物具有柔性构象并具有构象柔性分子偶极矩，并且其中层结构(10)对从底层(a)流向顶层(e)的电流的电阻具有至少四种不同的状态，取决于顶层(e)的磁化和取决于分子层(c)的手性化合物的构象柔性偶极矩的取向。2.根据权利要求1的二位存储器件(1)，其特征在于分子层(c)的手性化合物结合到底层(a)或其特征在于将用于结合分子层(c)的手性化合物的锚固层(b)布置在底层(a)和分子层(c)之间，且分子层(c)的手性化合物结合到锚固层(b)。3.根据权利要求1或2的二位存储器件(1)，其特征在于将中间层(d)布置在分子层(c)和顶层(e)之间。4.根据权利要求2或3的二位存储器件(1)，其特征在于锚固层(b)的材料和/或中间层(d)的材料选自al2o3、zro2、hfo2、tio2、sio2、ito、azo、igzo、zno、mgo及其组合。5.根据权利要求1至4任一项的二位存储器件(1)，其特征在于底层(a)的材料选自掺杂si和al、w、mo、ru、ag、au、tin、tan及其组合。6.根据权利要求1至5任一项的二位存储器件(1)，其特征在于顶层(e)的材料选自ni、co、fe、nife、cofeb、cofe、gdfe、tbfeco、gdfeco及其组合。7.根据权利要求1至6任一项的二位存储器件(1)，其特征在于分子层(c)是包含手性化合物的分子的自组装单分子层。8.根据权利要求1至7任一项的二位存储器件(1)，其特征在于分子层(c)的两种状态的电阻之间的差值与顶层(e)的两种状态之间的差值的商在10至10000的范围内。9.根据权利要求1至8任一项的二位存储器件(1)，其特征在于所述手性化合物选自下式的化合物r
1-(a
1-z1)
r-b
1-(z
2-a2)
s-sp
a-g
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(ia)d
1-z
d-(a
1-z1)
r-b
1-(z
2-a2)
s-sp-g
ꢀꢀꢀ
(ib)r
1c-(a
1-z1)
r-b
1-z
l-a
2c-(z
3-a3)
s-g
ꢀꢀꢀꢀ
(ic)其中r1是指各自具有最多20个c原子的直链或支链外消旋的或支链非外是指各自具有最多20个c原子的直链或支链外消旋的或支链非外-o-、-s-、-cf2o-、-ocf
2-、-co-o-、-o-co-、-sir0r
00-、-nh-、-nr
0-或-so
2-以o原子没有直接互相连接的方式替代，并且其中一个或多个h原子可被卤素、cn、scn或sf5替代，
r
1c
是指各自具有最多20个c原子的直链或支链外消旋的或支链非外是指各自具有最多20个c原子的直链或支链外消旋的或支链非外-o-、-s-、-cf2o-、-ocf
2-、-co-o-、-o-co-、-sir0r
00-、-nh-、-nr
0-或-so
2-以o原子没有直接互相连接的方式替代，并且其中一个或多个h原子可被卤素、cn、scn或sf5替代，并可替代性地是指基团d
1-z
d
，z
d
具有z1、z2和z3的含义之一或是指间隔基团，z1、z2、z3在每次出现时相同或不同地表示单键、-cf2o-、-ocf
2-、-cf2s-、-scf
2-、-ch2o-、-och
2-、-c(o)o-、-oc(o)-、-c(o)s-、-sc(o)-、-(ch2)
n1-、-(cf2)
n2-、-cf
2-ch
2-、-ch
2-cf
2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-cf＝ch-、-ch＝cf-、-(ch2)
n3
o-、-o(ch2)
n4-、-c≡c-、-o-、-s-、-ch＝n-、-n＝ch-、-n＝n-、-n＝n(o)-、-n(o)＝n-或-n＝c-c＝n-，n1、n2、n3、n4相同或不同地是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，z
l
是指-o-、-s-、-ch
2-、-c(o)-、-cf
2-、-chf-、-c(r
x
)
2-、-s(o)-或-so
2-，其中基团-chf-或不对称取代的基团-c(r
x
)
2-可以是外消旋或非外消旋的，r0、r
00
相同或不同地表示具有1至15个c原子的烷基或烷氧基，其中，此外，一个或多个h原子可被卤素替代，r
x
在每次出现时相同或不同地表示h或具有1至6个c原子的直链或支链烷基，d1是指金刚烷类基团，优选衍生自低级金刚烷类，非常优选选自金刚烷基、二金刚烷基和三金刚烷基，其中一个或多个h原子可被f、在每种情况下任选氟化的具有最多12个c原子的烷基、烯基或烷氧基替代，特别是a1、a2、a3在每次出现时相同或不同地表示具有4至25个环原子的芳族、杂芳族、脂环族或杂脂族环，其也可含有稠环并且其可被y单取代或多取代，a
2c
是指具有5至25个环原子的芳族或杂芳族环，其也可含有稠环并且其可被y
c
单取代或多取代，y在每次出现时相同或不同地表示f、cl、cn、scn、sf5或直链或支链的、在每种情况下任选氟化的、具有1至12个c原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，优选f或cl，y
c
在每次出现时相同或不同地表示f、cl、cn、scn、sf5或直链或支链的、在每种情况下任选氟化的、具有1至12个c原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基、或各自具有3至12个c原子的环烷基或烷基环烷基，优选甲基、乙基、异丙基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、三氟甲基、甲氧基或三氟甲氧基，
b1是指是指
其中这些基团可朝两个方向取向，l1至l3互相独立地表示f、cl、br、i、cn、sf5、cf3或ocf3，优选cf3、cl或f，其中l3也可替代性地表示h，sp
a
是指间隔基团或单键，sp是指手性间隔基团，g是指-oh、-ch(ch2oh)2、-c(ch2oh)3、-sh、-so2oh、-op(o)(oh)2、-po(oh)2、-c(oh)(po(oh)2)2、-cooh、-si(or
x
)3或-sicl3、-so2orv、-op(o)(orv)2、-po(orv)2、-c(oh)(po(orv)2)2、-coorv或-si(orv)3，rv是指具有1至20个c原子的仲或叔烷基，且r、s在每次出现时相同或不同地是0、1或2，其中式ia的r1和sp
a
的至少一个是手性的，且式ic的r
1c
和z
l
的至少一个是手性的，且其中b1是极性的。10.根据权利要求1至9任一项的二位存储器件(1)，其特征在于将底层(a)配置为底部电极(14)或连接到底部电极(14)，并将顶层(e)连接到顶部电极(12)，并且为了将分子层(c)切换到第一电阻状态或第二电阻状态，在底层(a)和顶层(e)之间施加第一或第二开关电压，和为了将顶层(e)切换到第一电阻状态或第二电阻状态，在底层(a)和顶层(e)之间施加第三或第四开关电压，其中第三和第四开关电压的绝对值是第一开关电压和第二开关电压的绝对值的至少两倍。11.根据权利要求1至9任一项的二位存储器件(1)，其特征在于将底层(a)配置为底部电极(14)或与底部电极(14)接触，并且底部电极(14)与第一电触点(16)接触和另外与第二电触点(18)接触并形成平行于顶层(e)布置的电导体(20)，并且布置第一电触点(16)和第二电触点(18)以致在第一电触点(16)和第二电触点(18)之间施加电压时，电流流过电导体(20)。12.一种运行权利要求1至11任一项的二位存储器件(1)的方法，其特征在于为了将分子层(c)切换到第一电阻状态，将底层(a)设置为第一电位并将顶层(e)设置为第二电位，其中在底层(a)和顶层(e)之间的电压的绝对值大于第一开关电压且第一电位
大于第二电位，和为了将分子层(c)切换到第二电阻状态，将底层(a)设置为第三电位并将顶层(e)设置为第四电位，其中在底层(a)和顶层(e)之间的电压的绝对值大于第二开关电压且第四电位大于第三电位。13.根据权利要求12的运行二位存储器件(1)的方法，其特征在于通过在底层(a)和顶层(e)之间施加其绝对值小于第一和第二开关电压的读取电压和测量所产生的电流来测定二位存储器件(1)的状态。14.根据权利要求12或13的运行二位存储器件(1)的方法，其特征在于对于根据权利要求10的二位存储器件(1)，为了将顶层(e)切换到第一电阻状态，将底层(a)设置为第五电位并将顶层(e)设置为第六电位，其中在底层(a)和顶层(e)之间的电压的绝对值大于第三开关电压且第五电位大于第六电位，并且为了将顶层(e)切换到第二电阻状态，将底层(a)设置为第七电位并将顶层(e)设置为第八电位，其中在底层(a)和顶层(e)之间的电压的绝对值大于第四开关电压且第八电位大于第七电位，并且其中第三开关电压和第四开关电压的绝对值大于第一开关电压和第二开关电压的绝对值以致顶层(e)和分子层(c)的状态同时切换到各自的第一或第二电阻状态，并且如果分子层(c)要切换到不同的状态，在顶层(e)的切换后进行切换分子层(c)的附加步骤。15.根据权利要求12或13的运行二位存储器件(1)的方法，其特征在于对于根据权利要求11的器件(1)，为了将顶层(e)切换到第一电阻状态，通过向第一电触点施加第九电位和向第二电触点施加第十电位而向平行于顶层(e)布置的电导体供应第一开关电流，第一电位大于第二电位，并且为了将顶层(e)切换到第二电阻状态，通过向第一电触点施加第十一电位和向第二电触点施加第十二电位而向平行于顶层(e)布置的电导体供应第二开关电流，第十二电位大于第十一电位。16.一种电子组件，其包含至少一个根据权利要求1至11任一项的二位存储器件(1)。17.根据权利要求16的电子组件，其特征在于所述电子组件包含具有字线(32)和位线(34)和多个二位存储器件(1)的交叉阵列，其中将字线(32)电连接到二位存储器件(1)的底部电极(14)并将位线(34)连接到二位存储器件(1)的顶部电极(12)。18.根据权利要求17的电子组件，其中向所述多个二位存储器件(1)的每一个分配选择器件(30)。
技术总结
提出一种具有层结构(10)的二位存储器件(1)。层结构(10)以此顺序包含底层(A)、含有具有至少一个极性官能团的手性化合物的分子层(C)和顶层(E)。顶层(E)是导电的和铁磁性的。分子层(C)的手性化合物充当穿过分子层(C)的电子的自旋过滤器。所述手性化合物具有柔性构象并具有构象柔性分子偶极矩。层结构(10)对从底层(A)流向顶层(E)的电流的电阻具有至少四种不同的状态，取决于顶层(E)的磁化和取决于分子层(C)的手性化合物的构象柔性偶极矩的取向。本发明的进一步方面涉及运行所述二位存储器件的方法和包含至少一个二位存储器件的电子组件。子组件。子组件。
技术研发人员：P
受保护的技术使用者：默克专利有限公司
技术研发日：2020.10.20
技术公布日：2022/6/14