基于液态金属核壳结构的模式存储单元、模式存储阵列

本发明涉及了存储器的一种模式存储阵列，特别是涉及一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元、模式存储阵列、存储器。

背景技术：

1、随着5g、人工智能、物联网等新一代信息技术深入应用，柔性机器人、可穿戴电子设备、脑机接口、电子皮肤、生物植入电子、生物赛博格系统等柔性电子大量出现在日常生活中，与传统硅基电子相比，柔性电子具有独特的便携性、折叠卷曲性和生物相容性。作为柔性电子关键元件之一，柔性存储器不可或缺，同时也对柔性存储器的容量、速度、功耗、芯片面积以及应用场景等提出了巨大的挑战，因此新型存储技术成为了备受关注的研究热点。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元、模式存储阵列、存储器，利用磁笔驱动金属液滴，改变电路导通情况电阻，进而设计出柔性模式存储阵列。

2、本发明的技术方案如下：

3、一、一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元

4、模式存储单元包括柔性基材、绝缘薄膜、电极、导电线和金属液滴，所述柔性基材的中部开设有腔室，腔室内划分为多个区域，腔室两侧的端面处各粘贴有对应的绝缘薄膜，其中一张绝缘薄膜上布置有多个电极，每个电极与对应的导电线电气连接，腔室内放置有金属液滴，金属液滴驱动至目标区域中，则绝缘薄膜上位于该目标区域中的两个电极与金属液滴之间接触并导通，其他电极之间为断开状态。

5、所述腔室内的区域至少划分为2个，电极数量至少设置有3个。

6、所述金属液滴的材质包括汞、汞合金、镓、镓铟锡合金、铋铟锡合金和质量分数为75％的镓和25％的铟组成的共晶镓铟合金中的一种。

7、所述金属液滴的直径在2mm至3mm之间。

8、所述电极的材质包括金、银、铜和导电凝胶中的一种。

9、所述柔性基材包括聚氨酯、橡胶、硅胶中的一种。

10、二、一种存储器

11、所述存储器包括所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元。

12、三、一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元的制作方法

13、首先将所述金属液滴置于碱性或酸性溶液中；接着在所述金属液滴的表面构建碲化铬层；然后将所述电极粘贴在所述绝缘薄膜上，并将该绝缘薄膜放置在模具底部；再将未固化的所述柔性基材倒入模具内，待其固化后取出；接着向所述柔性基材的腔室内添加金属液滴；最后用另一张绝缘薄膜粘贴在所述柔性基材的上表面，获得模式存储单元。

14、所述电极粘贴在所述绝缘薄膜上具体是利用3d打印机喷墨的方式将电极打印至绝缘薄膜上。

15、所述在所述金属液滴的表面构建碲化铬层，具体包括：

16、将液滴滴入碲化鉻粉末槽，均匀滚动后转移至培养皿，持续滚动若干分钟后去除多余粉，使得所述金属液滴的表面覆盖一层碲化鉻粉末。

17、四、一种基于液态金属核壳结构的模式存储阵列

18、模式存储阵列包括多个依次排布的所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元。

19、五、一种存储器

20、所述存储器包括所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储阵列。

21、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果之一：

22、本发明第一方面实施例提供的基于液态金属核壳结构的模式存储阵列采用的柔性基材能够弯曲变形，可以适用于柔性变形电子器件等；通过磁笔吸引金属液滴改变其在单元格内的位置，从而改变各导电线的通断状态，每一个单元格构成最基本的柔性存储单元，可以实现基本的写入、擦除以及读取功能。基于液态金属核壳结构的模式存储阵列可以在整体结构变形的情况下完成存储功能，可以应用于更多的场景，和传统的阻变式存储器相比较，其具有更短的响应时间、更低的功耗、更高的可集成度以及更简单的制作工艺。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，包括柔性基材(100)、绝缘薄膜(110)、电极(130)、导电线(120)和金属液滴(140)，所述柔性基材(100)的中部开设有腔室，腔室内划分为多个区域，腔室两侧的端面处各粘贴有对应的绝缘薄膜(110)，其中一张绝缘薄膜(110)上布置有多个电极(130)，每个电极(130)与对应的导电线(120)电气连接，腔室内放置有金属液滴(140)，金属液滴(140)驱动至目标区域中，则绝缘薄膜(110)上位于该目标区域中的两个电极(130)与金属液滴(140)之间接触并导通，其他电极(130)之间为断开状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，所述腔室内的区域至少划分为2个，电极(130)数量至少设置有3个。

3.根据权利要求1所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，所述金属液滴(140)的材质包括汞、汞合金、镓、镓铟锡合金、铋铟锡合金和质量分数为75％的镓和25％的铟组成的共晶镓铟合金中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，所述金属液滴(140)的直径在2mm至3mm之间。

5.根据权利要求1所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，所述电极(130)的材质包括金、银、铜和导电凝胶中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元，其特征在于，所述柔性基材包括聚氨酯、橡胶、硅胶中的一种。

7.一种存储器，其特征在于，所述存储器包括如权利要求1至6任一项所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元。

8.如权利要求1至6任一项所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元的制作方法，其特征在于，制作方法包括以下步骤：

9.一种基于液态金属核壳结构的模式存储阵列，其特征在于，包括多个依次排布的如权利要求1-6任一所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元。

10.一种存储器，其特征在于，所述存储器包括如权利要求9所述的一种基于液态金属核壳结构的模式存储阵列。

技术总结本发明公开了一种基于液态金属核壳结构的模式存储单元、模式存储阵列。本发明的模式存储单元包括柔性基材、绝缘薄膜、电极、导电线和金属液滴，所述柔性基材的中部开设有腔室，腔室内划分为多个区域，腔室两侧的端面处各粘贴有对应的绝缘薄膜，其中一张绝缘薄膜上布置有多个电极，每个电极与对应的导电线电气连接，腔室内放置有金属液滴，金属液滴驱动至目标区域中，则绝缘薄膜上位于该目标区域中的两个电极与金属液滴之间接触并导通，其他电极之间为断开状态。本发明的模式存储阵列可以实现基本的写入、擦除以及读取功能，其具有更短的响应时间、更低的功耗、更高的可集成度以及更简单的制作工艺。技术研发人员：冯毅雄,宋秀菊,李普衍,洪兆溪,胡炳涛,谭建荣受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23