JPS60697A - 情報を保持するためのメモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報保持装置に関するものである。この装置の
ことを以下メモリと呼ぶが、情報を短時間だけ保持する
場合にはこの装置はたとえば遅延線として機能し、情報
を長時間保持する場合はこの装置は通常のメモリとして
機能することを理解すべきである。

たとえばコンビ、−夕月に開発されているメモリは近年
しだいに小型になってきているが、よシ小型のメモリが
められている。本発明の目的はそのようなメモリ、とく
に化学的に付着された単分子層で作られた膜を用いるメ
モリを得ることである。

本発明は、複数の単分子層の逐次付着により構成された
多層膜と、保持すべき情報に対応する時間順序で電荷を
膜の一方の側に入れるための要素と、膜の面の間に電圧
を加えて、任意の層の間に保持されている電荷を隣の層
へ移動させる要素と、膜によシ保持されている一連の電
荷を読出すための要素とを備え、少くとも１つの単分子
層は化学吸着法により付着され、各層は電荷を保持でき
、情報を保持するためのメモリを提供するものである。

親水性および疎水性末端を有する多くの分子、たとえば
長鎖脂肪酸は空気−水の境界面に不溶性の単分子層を形
成する。単一層の充填分は、バリヤを介して表面圧力を
加えることにより制御でき、膜の状態方程式は表面圧力
ー面積等電線により与えられる。たとえばガラス、シリ
コン、またはりん化インジウム製の基体を空気−水塊界
面の中に浸すと、その境界面の中に浸すと、その境界面
を基体が通るたびに１つの単一層をその基体に移転させ
ることができる。したがって、極めて完全な膜が１度に
１つの単一層を形成できる。それらの膜はラングミーア
ープロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ　−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔ　）膜として知られている（以下、Ｂ−Ｌ膜と呼ぶこ
とにする）。電子と励起の輸送の研究のために脂肪酸、
長鎖状染料および類似の分子よ構成る極めて精密な超分
子構造を作ることが可能であることが示されている。最
近、ある置換基を有する脂肪酸、たとえばジアセチル類
、を空気−水塊界面において重合化できること、または
膜が作られた後で重合化できることが示されている。

次に、Ｌ−Ｂ膜における電荷とエネルギーの輸送につい
て以下に概要を述べる。

ａ）電子のトンネル移動現象 釦の長さしたがって厚さが変化する脂肪酸の単一層は、
導電アルミニウム層の間にはさまれているものとして作
られている。そのような膜の導電度は、単一層が厚くな
るにつれて対数的に高くなることが示されている。それ
は、電子が誘電体の単一層をトンネル効果で通シ抜ける
結果として電流が流れる場合に予測されるような結果で
ある、ある留保をつけて、この考えは、それらの実験が
単一層の非常に完全な品質を示すという結論であるとし
て、一般に受け容れられている。

ｂ）励起の輸送 染料で置換された脂肪酸の単一層は、分配された染料の
特性吸収スペクトルおよび螢光スペクトルを示す。１つ
の学−府中のノつの種類の染料から、近くの、またはも
っと遠い単一層中の第２の種類の染料へのエネルギー輸
送につ込て研究が行われている。たとえば、紫外線波長
帯で吸収して青波長帯で放出する増感剤染料Ｓが、青波
長帯で吸収して黄波長帯で放出する受容体染料Ａを有す
るＬ−Ｂ層組合せ体に混ぜられたとすると、かなりの量
のエネルギー輸送が起り得る。紫外線照射下においては
、染料Ａの存在により青色の螢光が部分的に消失させら
れ、黄色の螢光が現われる。

染料への相対的な消失は、古典的な電気双極子模型によ
り予言されているようにして、染料Ｓの近似体に依存す
る。

Ｃ）光により誘起される電子伝達 電子とエキサイトンの輸送が、多層組合せ体における種
々の発色団の間で観察されて因る。この場合には、光子
が吸収されると、ドナーＤとして機能する１つの分子か
らアクセプタＡとして機能する第コの分子へ電子が伝達
させられる。ドナーとアクセプタが同じ単−膜内に存在
するか、または隣接する単一層の間の親水性境界面に存
在すると、単−屑紙合せ体において螢光の消失が観察さ
れる。Ｄ層とＡ層が７つの脂肪酸単一層によシ分離され
ていると、この伝達を光電流として観察することが可能
であった。

ｄ）補償された光誘起電子伝達 一般に、光誘起電子伝達Ｄ−Ａは可逆的であシ、暗黒中
では電子はＡ−Ｄへ戻る。電子源分子ｇｓが電子を光に
より酸化されたドナーに供給できるならば、逆過程を禁
止できる。この可能性が単一層サンドイッチ構造：ＥＳ
（０イコステアリレンブルー）　（１ｅｕｃｏｓｔｅａ
ｒｙｌｅｎｂｌｕｅ　）　、、　Ｄ　（Ｗ−）くイレネ
スティアレート）　（ｐｙｒａｎｓ＋ｓｔｅ訂ａｔｅ　
）　、脂肪酸、Ａ（ジオクタデシル−パイピリジニウム
）（ｄｌｏｃｔａｄｅａｙｌ　−ｂｌｐｙｒｌｄｌｎｌ
ｕｍ　）。照明されると、装置は効率の低い電子ポンプ
として動作した。

ｅ）光誘起電子伝達 ｆノ′ノーバー（り励起ｒ仄慈山イ、）１ギ　１　くタ
１１１Ｊ−脂肪酸層の電位障壁に近いとすると、脂肪酸
層の膜内にある吸収分子の層から光電流を発生できる。

これは、綿状共役分子キンケジエニル（ｑｕｉｎｑｕｅ
ｔｈｔｅｎｙｌ　）　については可能であることが知ら
れている。そのキンケジエニルに対する励起状態はアラ
キドン酸塩（ａｒａｃｈｉｄａｔｅ　）膜の電位障壁よ
シＯ０弘ｅＶ低いＶベルにある。

超分子構造体の製造するためのＬ−Ｂ多層技術の可能性
は、上記のように十分に証明されている。

しかし、光により励起されたエネルギーを有し、電荷伝
達を行う構造体の実用的な応用は、主として脂肪酸によ
り構成されているＬ−Ｂ多層の安定度が低いために妨げ
られていた。安定度が低いのは、長鎖脂肪酸の融点が低
く、大きな振幅の分子運動のためである。そのためにパ
ラフィン結晶の融点以下で固状相転移が生ずる。したが
って、脂肪酸Ｌ−Ｂ多相の天井温度が室温に近くなシ、
それらのＬ−Ｂ多層は著るしいエージング（ａｇｅｉｎ
ｇ）を示し、その結果として、Ｌ−Ｂ層内での分子再配
置のために物理的性質が変化する。

何年にもわたつて広く研究された、この問題に対する１
つの解決技術は、層内に重合体鎖を発生できる反応性単
位な拳一層形成分子中に含ませることである。そのよう
な反応はＬ−Ｂ層内で起シ得る。その理由は、各層内の
分子充填のために反応性単位が密に接触させられるから
である。二重結合を含んでいる分子、たとえばビニル・
ステアリン酸塩とオクタデシル・メタクリＬ／−）（ｏ
ｃＬａｄｅｃｙｌ　ｍａｔｈａｃｒｙｌａｔｅ　）　、
についてまず研究した。

紫外紛（Ｕ■）と電子ビームの照射で重合化が観察され
たが、物質が容易に酸化することが見出されたから、全
ての膜形成作業は不活性雰囲気中で行わなければならず
、かつ重合化で寸法か変化するから、かなシネ完全な製
品が得られた。しばらく前から、ある種の２置換された
ジアセチレン（ｄｉ−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｄｌａ
ｅａｔｙｌｓｎｅｓ　）の固相トポ化学重合が知られて
ｈだ。この重合は正常な雰囲気には感じないから、ジア
セチリニック・ユニットヲ含む脂肪酸から作られたＬ−
Ｂ膜の性質を調べるための研究が続りだ。空気中でのＵ
Ｖ照射の下にトポ化学重合化が起ることが見出されてお
り、寸法変化が十分に小さ込から、最終的に得られた膜
は最初のモノマー膜と同様に完全であった。

ホリシアセチレンＬ−Ｂ多層の安定性と品質は、それら
がＭＩＳ装置に含まれていることにより示されている。

ピンホールの無いＬ−Ｂ単一層を形成するための諸条件
は、置換されていない脂肪酸の単一層を形成するための
諸条件よりも厳しいが、それらは現在では文献で周知の
ものとなっているから、型にはまったやり方で行うこと
が可能である。ポリジアセチＶンＬ−Ｂ膜の天井温度は
厳密には決定されていない。天井温度としては、２ｏｏ
″Ｃをこえる値が予測される。というのは、それが、そ
の中においてポリジアセチレン結晶が分解することが観
察される過程だからである。７つのケースにお込では、
この分解の第１の段階は、おそらくは吸収されて層る酸
素によシ開始される、かさばる反応性サイドグループの
臂開として確認されている。これは、反応性の低いバラ
フィニック・サイドグループを有するジアセチレンが、
よシ高い温度で分解しやすいことを示唆するものである
。

重合化されるとバラフィニック・サイドチェーンが重合
体鎖によシその場所にロックされ、膜の平面に入ったシ
、それから出るどのよ５な並進運動も阻止するから、重
合化された膜のエージングは無視できる。これは、純粋
の酸と、それらの酸の塩との両方における相遷移の消失
によシ最も劇的に示される。ポリジアセチＶン鎖をＬ−
Ｂ多層中に含ませることにより、一層耐久性のある膜が
得られるといり利点を生ずることを強調せねばならない
。それらはＰＤＡ鎖の諸性質から得られるものである。

電子−正孔相互作用が強く行われる、禁止帯の幅が広い
広帯域半導体である。したがって、ＰＤＡ鎚は、エネル
ギーの光励起と、Ｌ−Ｂ多層構造体を通る電荷伝達とに
おいて積極的な役割を演することができる。

共役ポリジアセチレン主鎖の電子的および震動的励起に
よる励起は、いまでは非常に良く理解されている。光の
吸収および反射の分光学により、主鎖における約λｅＶ
の励起状態が示され、光伝導測定によシ伝導帯が価電子
帯のλ、≠ｅＶ上のレベルに存在することが示されてい
る。共鳴ラマン分光学によシ、主鎖上のほんの少数の光
子″ＩＪ−励起に強く結びつけられていることが明らか
圧されている。それらのうち最も顕著なものは２１００
　ｃｍ　−”、！：　１ｓｏｏ−におけるものである。

バックボーンの格子の動的な分析によシ、前者のモード
が三重結合の歪を主として含み、後者のモードが二重結
合を含むことが示されている。

本発明は、その中に少くとも７つの単分子層が化学吸着
法により付着されているような多層膜を使用するもので
ある。このようにすると、極めて規則正しく、かつ前記
Ｌ−Ｂ膜の構造に類似する構造を有する単分子層で作ら
れる膜を構成することが可能である。この明細書で用い
る「化学吸着」という用語は、沈積される分子中の反応
基と、基材上または既に沈積されている単分子層の露出
表面上の反応基との化学反応による単分子層の沈積を意
味する。化学吸着過程を行５前に活性化過程によシ、基
体上に反応群を発生させるととが一般に必要である。

化学吸着反応は液相反応、たとえば適当な溶液中で行わ
れる反応、または気相反応のいずれかとすることができ
ることに注意すべきである。

本発明に従って、化学吸着のみを用いて、または化学吸
着と前記Ｌ−Ｂ技術との組合せにょシ多層膜を構成する
ことが可能である。後者の場合には、Ｌ−Ｂ技術によシ
最初の単分子層により適当な基体を作り、化学吸着によ
υ別の層を作るととができ、あるいはこの逆の手順で作
ることもできる。または、このａつの技術を希望に応じ
て組合せて多層膜を構成できる。

化学吸着によシ単一層だけを付着するためには、化学吸
着の諸条件の下で基体と反応し、または前に付着された
活性化された単一層と反応するｌっの群だけを、付着さ
れる分子が有することが必要である。別の単一層を付着
できるようにするために、別の反応基を導入することに
よシ、または保護された形で既に存在する反応基を露出
させることにより、先に付着された単一層の露出面を活
性化しなければならない。

化学吸着により膜を作る１つの方法は、金属、または半
導体たとえばシリコン結晶のような、自由表面水酸基類
を有する基体を有することである。

自由水酸基類は大気に露出されている清浄な表面に自然
に生じ、プラズマにより清浄にされた表面から最良の結
果を得ることができる。それらの自由水酸基類は、たと
えばシリコンのハロゲン化物と反応させて、シリコン−
酸素結合により表面に、結びつけられた単分子層を形成
できる。したがつて、式Ｈｉ１５ＳＩＸ　（Ｈａｌはハ
ロゲン、なるべく塩素）の化合物は自由表面水酸基類と
反応して構造を与えることができる。類Ｘは、稠密充填
されている単一層の形成に化学的に相客できる無極性の
モアエテ４　（ｍｇｉｓｔｙ　）であるビニル（−ＣＩ
　＝　ＣＨ２）基とすることができる。そのビニル基は
公知の方法により一〇〇２０Ｈ２０Ｈに容易に変えるこ
とができる。その公知の方法というのは、たとえばテト
ラハイドロ７ラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ　
）内でシボノーン（ｄｔｂｏｒａｎｓ　）で処理してか
ら、アルカリ過酸化水素で酸化するものである。これに
より表面水酸基類を有する単分子層が得られる。その単
分子層をｃｔ　３ｓ　ｔ　ｘ　と再び反応させて別の層
を得ることができる。この操作なくり返えすことによシ
極めて規則的な単分子層よ構成る膜を形成できる。

表面上にアミン＠またはカルボキシル類を用いて類似の
操作を行うことが可能である。したがって、化学吸着の
ための基体を、Ｌ−Ｂ技術により得られた極性表面とす
ることができる。酸末端基を有する分子を用いて、−Ｃ
Ｏ２Ｈ表面基を含む表面を作ることができ、かつ末端−
ＮＲ２基を有する分子を用いて化学吸着を実行でき、ま
たは酸末端基を有する分子を用いて、化学吸着を実行で
き、かつ末端−ＮＲ２基を有する分子を用いて−ＣＯ２
Ｈ表面類な含む表面を作ることができる。半導体基体で
はなくて絶縁基体上に単層膜を作るのであれば、この方
法はとくに適当である。

上記の末端ビニル類を残りの類で置き換えるととができ
、公知方法で残シの類を適切な任意の反応類によシ置換
することにより、以前に付着され　゛た単一層を活性化
できる。適当な残りの類は核的置換反応に加わるものと
して既に知られているものである。適当な核試薬（置換
反応剤）は一般に塩基類、たとえば水酸化物、アルコラ
ード、アミン類、ハロゲン化物、メルカプタン、アルコ
ール、エーテル、シアン酸塩、チオシアン酸塩、または
カルボン酸である。それらの試薬は適当な残りの類、た
とえば強酸または中程度の酸の陽イオン、たとえばハロ
ゲン化物のイオン、スルホン　□酸陽イオン、または硫
酸陽イオン、−ＮＲ５，−０Ｈ２または一０Ｒ２である
（Ｒは水酸化類である）。

膜の露出面の直接化学的変態に加えて、別の単一層を付
加する前に、反応類を得るために光化学処理を使用でき
る。適当な光学処理のいくつかの例は次の通シである。

電子伝達、求核的溶剤内での光によシ開始される反応、
たとえば、メタノールまたはイソプロピルアルコールへ
のメチルｐ−シアノ安息香酸塩の溶液中に浸されている
、末端ビニル基を有する膜に照射することにより、末端
ビニル基をアルコールに変換できる。反マルコフニコフ
求核試薬添加を用いて、たとえばアセトニトリル／アル
コール混合溶剤中へのシアン化物塩溶液により、ＣＮ類
を入れるために用いることができる。分子の露出層の末
端類を修正するために他の光溶媒化分解反応を使用でき
る。別の例は残シの類、たとえばハロゲン化物、ニトリ
ル、酢酸塩、炭酸塩、エーテル、アルコールなどを、と
くにベンジル末端類とともに使用することである。

したがって、化学反応性膜表面の作製は直接的なやシ方
と、光化学的なやシ方の両方で行うことができる。

十分な安定な膜を得るために、付着される分子は、調製
後に単分子層を重合化できるような構造をなるべく有す
るようにする。したがって、単分子層を公知の方法によ
り重合できるよりに、基ＸはエチＶン不飽和を含むこと
ができる。

付着される分子なジアセチレンとすることがとくに好ま
しい。この種の化合物は容易に重合できる。また、共役
結合構造を有するポリジアセチレンのような膜はとくに
有利である。とい５のは、その構造は低エネルギｍ−ギ
ャップを有するからである。そのジアセチレンは次のよ
うな構造を有する。

ＣＨ２＝ＣＢ−（ＣＨｚ）ｍ−Ｃ＝Ｃ−Ｃ＝Ｃ−（Ｃｆ
ｒ２）ｎ　Ｒここに、Ｒは反応基（たとえば−８ｔＨａ
１３　）、ｍとｎは整数である。３およびそれ以上の高
いアセチレンも同様にして用いることができる。情報保
持装置を高速動作させるために要求される狭い層間隔は
、ｍとｎがともに比較的小さい、たとえば≠またはそれ
以下、であるジアセチレンを用いて層構造を作ることに
より最もよく得ることができる。

規則的な層構造を保持できるならば、各単一層の形成後
に、または全体の膜の形成に続く１回の工程で、ジアセ
チレン層を公知の方法で重合できる。活性と、別の層の
沈積の前に重合化を行５ことが好ましい。空気中で紫外
線を照射することにより膜の中に触媒を入れる必要がな
く、寸法変化が十分に小さいために最終的に得られる膜
が最初の単量体膜と同様に完全であるから、空気中で紫
外紛を照射することによシ重合を行うことが好ましい。

末端ビニル基が存在するのであれば、ジアセチレン群の
重合によシ末端ビニル類の反応がひき起される。そのた
めに問題が起ると、選択的な光重合化によυ、または大
きい残シの類によりビニル類を保護することにより、そ
の問題を避けることができる。たとえば、ビニル類に近
接する工またはＯＲ２（Ｒは短す炭化水素鎖）のような
大きい類は反応を阻止でき、これは、ビニル類の希望の
化学的修正が行われる前に除去できる。あるいは、前記
他の反応類のうちの７つを使用できる。

Ｒが一８ｉＨａ１３　である前記ジアセチレンは、末端
アセチレン化合物の結合、たとえばＣａｄｉｏｔ　−Ｃ
ｈｏｄｋｉｅｖｒｉｃｚ　結合、によシ作シ、式０式％ を与えることができる。この化合物は、ト’）−ｎ−ブ
チル・７オスフイン、または四塩化炭素内のトリフェニ
ル嗜フォスフインを用いて塩素置換でき、テトラハイド
ロフランにＭｇを加えることによシグリニイアール（Ｇ
ｒｉｇｎａｒｄ　）試薬に変換でき、かつベンゼンのよ
うな適当な溶液中でのグリニアール試薬と８％８１１１
ｍ　との反応によりシレートできる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示す実施例はｎ個（図示の例ではｇ個）のＰＤ
Ａ層コで形成されたＬ−Ｂ膜ｌを有する。

それらの膜は相にある距離をおいて隔てられ、膜ノの全
体の厚さはｄである。膜／の一方の面には電子ドナー分
子の層りが近接して設けられる。それらの分子は、電子
を与えるためにＸ００以上の光子エネルギーを必要とす
る。ＸωＤはドナ一層りから電子をとり出し、その電子
をＰＤＡの伝導帯へ入れるために必要なエネルギーであ
る。光子エネルギー源３が設けられる。この光子エネル
ギー源３の出力は装置ヶにより後述するよ５ＫＬ、て変
調される。膜ｌの他方の面の近くには、電子を受けた時
に螢光を発生する分子の層Ｆが設けられる。

光ループＯがＮＦの出力を層りへ返還する。層りとＦの
量子効率はｌ以下であるから、ループＯは利得を有しな
ければならない。

増幅するために、層Ｆにより発生された光信号を電気信
号に変換してから、その電気信号を増幅でき、または光
信号を直接交換できる。電源６が電極７を通じて膜ｌの
間に直流電圧を加えることができる。ある場合には、以
下の説明から明らかとなるであろうように、層り、Ｆは
それ自体電極として機能できる。参照番号ｊで増幅器が
示されている。

光ループＯが設けられていなければ、上記したこの種の
装置は依然としてメモリとして機能できるが、短い時間
だけ情報を保持するメモリである。

この場合には、この装置の動作は遅延線の動作に類似す
るから、本発明の目的のためにはある種のメモリと見な
すことができる。

上記実施例の動作を理解するために、７つの釦の伝導体
内に存在する余分の電子の運命について考えることにす
る。その電子は平面中に急速に拡散する。七の電子はモ
ツ）（Ｍｏｔｔ）型議論により次式のようにして計算さ
れるように、長いジャンプ時間τを有する。

ｌ／τ＝νｅｘｐ　（−ｕｋａ）　ｆｉｌここに、νは
光子の振動数である。ｋの値はｋ・＝　２　ｍ　Ａ　／
　、ｈ’”　（２）により与えられる。ここに、Ａは電
子親和力、ｍは電子の質量である。

したがって、垂直方向への拡散係数りと移動度μとは Ｄ＝ａ”／τ　（３） μ＝（ｅ／ｋｎＴ）Ｄ で与えられる。ことに、ｅは電荷、ｋＢはボルツマンの
定数、Ｔは絶対温度である。

膜に印加される可能な電圧には３つの態様がある。すな
わち、 （Ａ）　’　＜　Ｖ　＜　ｋＢ’ｒ７’ａ　＝　Ｖ　（
１）に対しては、垂直伝導において拡散がドリフトより
も優勢である。

（Ｂ）　’Ｖ（］）＜Ｖ＜ｎ”ｋＢＴ／５＝Ｖｌｂ）　
に対しては、膜厚ｄにわたーてドリフトが拡散より優勢
である。

しかし、層の分離間隔ａにわたってはそうではない。

（Ｃ）　ｌｂ）＜Ｖ　に対しては、層の分１強間隔ａに
わたってもドリフトが拡散よりも￥１勢である。この態
様においては、隣シ合う層における電子のエネルギー差
はｋＢＴよりも大きく、電界に逆っての逆ジャンピング
はまれである。移動度も電界に依存する。

速度Ｖでの、ドリフトによる膜の横断走行時間ｔはｔ　
＝　ｄ／ｖ　＝　ｄ／μＥ＝ａ７μＶである。そうする
と、（３）式を用いて、 ｔ　＝　ｎ２ｒ　、　ｖ　＝　ａ／ｎｒ　Ｖ＝Ｖ　（１
）においてｔ＝ｎτ、ｖ＝ａ／τ、ｖ＝ｖ（ｈ）におい
てとなる。

含まれる数値の実除℃大きさの近似値は次の通シである
。

室温においては、ｋＢＴ／ｅ＝ｊＪ　ｍＶ　０　これは
ｖ（１）でもある。

したがって、を層の膜に対してはｖ（ｈ）　＝　ｏ、ａ
　ｖである。

Ｄ、μ、τ、ｔの値は＋１（およびＡ）に指数的に感す
る。６＝／ナノメートル、Ａ＝＃ｅＶとすると（ν＝　
１０　”　Ｉ（ｚ　）、τ＝ｔ、ｒμｓである。

したがって、０．コＶが加えられると、坑ｌの層にある
電子はｒ、ｒμＳごとに隣の層ヘジャンプし、７０μｓ
後にｔ番目の層から出る。

上記の指数依存性のために、ａまたはへの差が小さい種
Ｒの装置のｔとτの差は大きくなり得る。

この装置の動作においては、光源３から放射された光子
のエネルギー、たとえば光、は変調器グによりパルス符
号変調される。そのノζルスの幅はｔよシ狭く、同期は
ｔ／ｎであシ、電圧ｖ　＞　ｖ　（ｈ）が膜の両面間に
加えられる。パルス列の周期と、電子が１つの平面から
次の平面ヘジャンプするのに要するジャンプ時間とは同
期しているから、′ゞルス列は膜を横切る対応する空間
電荷分布に変換される。したがって、たとえば、光源３
から放射されたパルス列が１００１１０１０だとすると
、ｔに等しい時間が経過した後は、膜の幅方向に対応す
る電荷分布１００／１０１０が存在することになる。

ここに、Ｏと７は、膜の個々の層における電荷の存在と
不存在にそれぞれ対応する。この電荷パターンは光ルー
プＯの作用により装置内を連続して循環させられる。

図につｂてここで行りている説明はただ１個の電子につ
いてのものであるが、実際には電子群が存在するもので
あることを理解すべきである。したがって、電荷Ｑを含
んでいる面積Ａｃの゛装置について考えることＫする。

空間電荷を考慮すると、与えられた電界Ｅにおいて電荷
Ｑの上限Ｑｍが存在する。

Ｑｍ＝εε６ＡｃＥ ここに、ε、ε０はそれぞれ媒体と自由空間の誘電率で
ある。したがりて、ｎ層よ構成る装置においては、１つ
の層における電荷ｑの上限ｑｒｎはｑｍ＝ε１ｉｏＡｅ
Ｅ／ｎ で与えられる。電子がＦｇ到達した時に、エネルギーが
ｖＬ＠Ｖで、量子効率がηである光子が螢光を発生する
。そうすると、ホップ時間（ｂｏｐ　ｔｉｍ＠）である
時間τの間にｌビットがＦに到達すると、Ｐ；ηｑｍＶ
Ｌ／τ で与えられる最大螢光発生パワーＰが得られる。

この段階では、上記の装置は電子到達検出（ここではＥ
ＡＤと記す）法と別の検出法を用いることに注意された
い。別の検出方法としては、後で電流微分（ＣＤ）につ
いて説明する。

以上の説明は１肩当ｋ）ｌビットの格納についてのもの
である。しかし、別のやり方は、ｎ４ビツトを格納する
ためにｎ個の層を用いるものであるから、ビットはＭ層
だけ離れて込る。これには、格納の空間的な相関性を損
う拡散があまり大きくないという利点がある。先に示し
た式を用いると、Ｎサイクル後に隣接ビットが装置内を
一緒に拡散しないための基準はＶ／Ｖ　（ｈ）　＞　Ｎ
／Ｍ”であることがわかる。

第２図は電流微分（ＣＤ）を用いる実施例を示すもので
ある。この実施例は、それぞれｎ個のＰＤＡ層コ、２′
を有する一対の装置ｉ、ｉ’を有する。

各装置は電子ドナー分子層りを有するが、Ｆ層（第１図
）は有しない。各装置には光エネルギー源３．３′が設
けられる。それらの光エネルギー源は発光ダイオード（
ＬＥＤ）で構成される。各装置には、以下に説明するよ
うにして装置内の電流を検出する電流微分検器ざ２ｇ′
も設けられる。ｑ！ｒ装置の検出器は他方の装置のＬＥ
Ｄに結合されて、一対の装置により構成されている装置
内を情報が連続して循環させられるようになっている。

各装置には、光エネルギー源３，３′の出力を変調する
ための装置（図示せず）と、電極７に直流電圧を加える
ための電源６（図示せず）も設けられる。

次に、ビットパターンｏｏｔｉｉｏｏについて電子到達
検出と電流微分の動作を示す第３ａ〜３ｆ図を参照する
。第３ａ図は位置の関数として電荷密度ρを示す。二重
類の矢印はビットが移動する向きを示す。任意のｌビッ
トにおける最大電荷はｑｍである。第３ｂ図は層Ｆから
の螢光発生パワーと時間ｔとの関係を示すグラフである
。最大電力はηｑｍｖＬ／τ　である。これは、第１図
におけるように、電子到達検出により検出されるもので
ある。

第３ｃ図はビットパターンが出ることのみによる電流と
時間の関係を示すグラフである。ＦＫ／ビットが到達し
たことによる、時間τにおける電流最大の変化は Δ１＝ｑｍ／ｎｆ で与えられ、Ｄへの７ビツトの注入による電流の時間τ
における最大の変化（第３ｄ図）はΔＩ＝ｑｍ／ｎτで
ある。この電流を時間に関して微分すると、ＦＫ／ビッ
トが到達することによるｄｉ／ｄｔは持続時間がτの負
のピークで、高さがΔ■／τであり（第Ｊｅ図）であり
、Ｄへのｌビットの注入によるｄＩ／ｄｔは持続時間が
τの負のピークおよび高さΔＩ／τである（第３図ｆ）
。この電流微分法は、ＨＡＤとは対照的に、ビットの入
りと、ビットの出を記録する。更に、それらの入りと出
は界なる符号で記録される。ビットが出るのと同時に入
るものとすると、ＣＤは何の変化も記録しない、それと
は対照的に、ＥＡＤは、ビットの人シの有無とは無関係
に、出るビットを正しく記録する。

第２図に示す装置は、ビットが書込みがビットの読出し
と決して重なり合わないように構成される。

また、入るビットではなくて、出るビットだけが次の段
のビットを入らせるように、接続の符号が選択される。

ＣＤを用いる別の装置について更に説明する。

第２図は、ビットが各層ｌの書込まれた側とは反対側か
らビットが出る実施例を示すものであるが、読出しと書
込みは同じ側で行うこともできる。

これは、最後のビットが書込１れた後、および最初のビ
ットが膜の反対側から出る時間が経過する前に、電源乙
により加えられる電圧を反転することにより行うことが
できる。もしこれが行われたとすると、ビットはそれが
書込まれた側と同じ側で膜から再び出る。もっとも、ビ
ットは入った時とは逆の順で出ることはもちろんである
。

第２図に示す実施例においては、膜の同じ側で読出しと
書込みを行うことも可能であるが、書込まれるビットが
読出されるビットに重なり合うことを避けるために、ル
ープ０に遅延手段を設ける必要がある。そうすると、ル
ープ０は膜の書込み側から出て、同じ側へ戻るループと
なる。

螢光検出器（ＥＡＤ）または微分電流検出器の信号対ノ
イズ比はそれぞれ積ＰτとτΔＩにより決定される。そ
れらの積の最大値は次の通りである。

ｐｒ＝ηｑｍ”Ｌ＝εε、　Ａｃ　ＥＶＥ、　η／ｎ　
ジ鳳−ル　（ＥＡＤ）τΔＩ　＝ｑｍ／ｎ　＝εεｏＡ
ｃＥ／ｎ’　クーロン　（ＣＤ）ηが小さいとしても、
ｎが十分に大きければＥＡＤはＣＤよりも高感度である
。装置の面積を広くし、電界を強くすると信号が強くな
る。

先にあげた数値例、すなわち、ｎ＝ｆ、ａ＝／ナノメー
トル、Ｖ（ｈ）＝０．．２Ｖ１Ａ＝４’ｅＶ、Ｖ＝ｔｏ
”Ｈｚ　、　ｒ　＝Ｉｊ　ｓｍ　ｆ；を用イ、ｉ　＝　
３　、Ａｃ　＝１０−”ｍ”　（／　＋１１１”当りそ
の装置か１０　個存在することに相当する）、■＝コＶ
とすると、 ΔＩ＝Ａ×１０　アンペア、 ρ＝♂ηｖＬΔＩワット となる。

第７図は、電子親和性Ａの値がΔＡだけ異なる２種類の
材料たとえば２種類のＰＤＡの層を交互に配置して構成
された膜を示す。異なるサイドグループの異なるＰＤＡ
は０．２！　ｅＶまで異なるエネルギーギャップを有し
、対応する差がＡにも生ずる。したがって、ΔＡは熱エ
ネルギーＫＢＴ　（室温において）のｉｏ倍にも大きく
できる。そうすると、第弘ａ、≠ｂ図に示されているジ
ャンプ時間はｉ／ｒ１２　（ｓ）　＝　ｖｅｘｐ　（−
−２ｋａ　）　ｅｘｐ　（−ΔＡ／’ｋＢＴ）、電界が
弱いか、零、ＥくΔＡ／ｅ　ａ ノ／τ１２（１）＝νｅｘｐ　（−２ｋａ　）、電界が
強く、Ｅ≧ΔＡ／ｅ　ａ ｌ／Ｔ１１ニジ”Ｘｐ（−４’ｋａ） ここに、τ丘は種類がｌの屑から種類が２の層へのジャ
ンプ時間、Ｔ１１は種類が７の１つの層から種類が７の
最も近い層へのジャンプ時間である。

したがって、 Ｔ１２（１）＜＜　Ｔ１２（ｓ）＜＜　ｆｕである。

２つの層当りｌビットを格納するためにそれらの交番層
が用いられるものとすると、Ｍ＝、２である。（そうす
る必要はなく、種類がλである隣り合う層の間に種類が
ｌの層を複数個含ませたり、種類が７の隣り合う層の間
に種類がλの層を複数個含ませたりできることに注意す
べきである。）それから、大きい電界に対してはジャン
プ時間は前と同様であシ、装置の挙動はほとんど変化し
なｔｎ（以前のＭ＝２の場合から）。しかし、弱い電界
に対しては、ビットは、時間τ１２（Ｓ）の間、最高Ａ
傾向の二重層内にほぼ凍結される。したがって、静的な
ビットパターンが拡散により破壊される１での保持時間
はＴ１２（＠）である、 前記数値例を用い、室温においてΔＡ＝／（：）ＫＢＴ
とすると、 Ｔ１２（１）＝ｆｊμｓ、　Ｔ１２（ｇ）＝０．／Ｆ秒
、Ｔ１１−４１７時間である。

したがって、そのよ５なＰＤＡ交番層では、強い電界の
下でビット書込むことができ、そのピントを弱い電界ま
たは零電界においてＴ１２（ｓ）１での時間格納でき、
強い電界を再び加えることにより装置からビットが読出
される。この交番層装置では印加電圧を制御しなければ
ならない、すなわち、ビットの書込みと読出しに同期し
て電界をオンオフさせなければならないから、この装置
は元の装置より複雑であるが、情報保持時間は長い。

読出しと書込みの電界Ｅ−ΔＡ／　ｅ　ａは非常に強い
。前記数値例においては、層間距離ａ当シ　１０ｋＢＴ
　、すなわち、ｌナノメートル当り、２ｓｏ　ｍＶ　（
＝　、２．ｊ　Ｘ　１０Ｂ７ｍ　）である。しかし、そ
のような電界は従来の技術では極めて容易にかけること
ができる。

読出し電界と書込み電界の極性が互いに異なる時は、λ
つの電界の作用でビットは逆向きに動くから、ＥＡＤを
用いて多層の同じ側と書込みと読出しを行える。

最後に書込まれたビットが最初に読出される。

読出しと書込みを異なる時に行うのであれば、交番層装
置の長い保持時間を用いて、ＥＡＤを捨て、代りにＣＤ
を用いることが可能である。

温度を低くシ、シたがってτ１１に等しくなるまでτ１
２（１１）を延長させることにより保持時間を長くでき
る。前記数値例を用いると、Ｔ＝ｌ弘００Ｋにおいてτ
１２（Ｓ）＝τ１１となる。この温度以下では保持時間
はＪ／７時間となるが、それ以下に温度を下げても保持
時間は変らない。

以上の説明から明らかなように、考慮すべき保持時間が
２つある。１つは、電界が加えられていて、ビットが書
込まれ、または読出されている時に、ビットパターンが
拡散により摂われるまでの保持時間である。この保持時
間は第７図を参照して説明した保持時間である。この時
間は最長書込み時間を設定する、すなわち、この時間は
拡散により制限される最長バイト長を設定する。第２の
保持時間は、ビットパターンが拡散により枦われるまで
に、弱い電界または零電界においてビットパターンが静
的に保持されている時間である。それら第７と第一の保
持時間をそれぞれ動的保持時間、静的保持時間と呼ぶ。

動的保持時間は、高いＡを有する１つの層と、低Ｌ／−
ＩＡを有するＣＭ−／）個の層との合計Ｍ個の層にｌビ
ットを格納する前記技術を用いることによシ、延長でき
る。これによりτ１１は指数関数的に長くされる。τ１
１は、温度を下げることにより到達できる静的保持時間
の上限である。

前記数値例を用いると、Ｍ＝３（すなわち、種類ｌの各
層の間に種類λの層がλつある）の場合にはτ１１は、
２ｏｏｏｏｏ年となる。液体窒素の温度Ｔ−７７°Ｋに
おいてはτ１２　（ｓ）　＝　６０００年である。

次に、本発明の装置の部品を作るのに適当ないくつかの
材料について説明する。

電極は装置に電界を加え、Ｄ層から走行電子を供給し、
Ｆ層において走行電子を集める。それらの電極は金属ま
たはドープされた半導体で構成できる。あるいは、その
ようなＬＢ層に蒸着普たはスパッタさせて作ることがで
きる。光子エネルギーが半導体のバンドギャップ以下で
ある半専体／ｒｉ、、；極の場合には電極は透明である
。その他の場合には正極は半透明である（もし厚ければ
不透明である）。

電子・光注入器を構成するノーＤは金属でイ１°９成で
き、その場合にはＤも電極となる。第ｊｆよ、電子を光
で注入するだめの最小光子エネルギーＸｃＩＪｒＩがＸ
ω、＝Ｗ−Ａで与えられる様子を示すものである。

金属電極はＭで示さ′ｉ１．ＬＢ層はＬＢで示されてい
る。Ｖは結合していないｆ（ｊ極の基準エネルギー、ｃ
ｂはＶ以下のエネルギＡにおけるり、８層（たとえばＰ
ＤＡ）の材料の伝導帯縁部、ｖｂけＰＤＡの価心子帝縁
部すなわちＶ以下のエネルギー１．ｗはＶ以下のエネル
ギーＷにおおける金属のフェルミレベルである。Ｗの利
用できる範囲は広いから、４はほば任意に選択できる。

ＰＤＡ結晶上の金属電極として使用するために適当な金
属にはＡｇ　、　Ａｌ、　Ａｄ、　Ｃｄ、　Ｃｕ、　Ｇ
ａ、　ｆＩｇ。

Ｉｎ、　Ｍｇ、　Ｐｂ、　Ｚｎ、　Ｓｎが台筐れる。

あるいけ、Ｄとしてｐ形半導体を使用できる。

第を図は、半導体ン用込て光注入するための最小エネル
ギーがＱ＊ｎ　＝　ＥＧ　（Ａ　＞Ｗ−Ｅｏであれば）
であることを示す。ＷはＶ以下のエネルギーＷにおける
半導体の価電子帯縁ｉ１り、ＥＧは半導体のエネルギー
ギャップであるいこノ１．　ｒｃ　嫡坐な半導体はＧｅ
、　Ｓｉ、　ＧａＡｓ、　ＧａＳｂ、　ＩｎＰ、　Ｉｎ
Ａａ、　ＩｎＳｂ、　ＨｇＴｅなどである。

筐だ、Ｄは第７図に示すように染料分子ＤＭで構成でき
る。染料は光子のエネルギー（Ｇ−Ｅ）を強く吸収して
、エネルギーレベルｅにおりて励起を行う。その励起に
より自己イオン化して、レベルｃｂの１１子と、（Ｇ−
Ｅ）＞Ｗ−ＡであればレベルＷの正孔を発生できる。光
子吸収の正味の結果として電子注入が行われる。自己イ
オン化はＤＭが単一層の場合におりてのみ有効である。

層Ｆにつめて以下に説明するように、染料分子のＬＢ単
一層を作ることができる。第７図で、Ｗは、電極が金属
Ｍであるか、半導体Ｓであるかに応じて、金属のフェル
ミレベル、または半導体の価電子帯縁部であシ、ｇはＶ
以下のエネルギーＧにおける染料ＤＭの電子的グラウン
ドｅスレート（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｇｒｏｕｎｄ　
ａｌａｔｅ　）であり、ｅはＶ以下のエネルギーＥにお
ける染料の最初の単一励起状態である。

（Ｇ−Ｅ　）　（２ｅＶであると、染料の励起はＰＤＡ
の内部を伝わらな因。電極がＥｏ＞（Ｇ−Ｅ）の半導体
の場合には、染料の励起は半導体を直接励起することは
ない。そのために電子注入の効率は最高となる。

全ての場合において、Ｗく工であれば、暗黒内での正孔
の注入は行われない。正孔の光による注入は無視できる
。ＰＤＡＫ加えられた電界のためにそれらの正孔は戻る
。

１α子到達検出器Ｆは第２図に示すようにｐ形半導体で
構成できる。この′−極に到達した電子は、Ｗ−ＥＧ＞
Ａであれは、半導体の価電子帯に入ることができる。ｐ
形半導体においてはその電子は少数キャリヤであり、エ
ネルギーがＥｏの光を放射することにより急速に再結合
できる。そのような再結合のための諸条件は、半導体レ
ーザ筐たは発光ダイオードにおける再結合のための諸条
件と同じであるから、良く知られている。そうすると、
Ｆば、ｎ形電子注入器の代シにＰＤＡ多層を用いたＬＥ
ＤＶＣ，類似する。暗黒中で正孔の注入が起らないよう
にＷ（Ｉとする必要がある。ＬＥＤ技術のために開発さ
れた、種々のＥＧ、Ｗを有する広い範囲の半導体が存在
するが、それらの半導体にはＧａＡａ、　ＧａＳｂ、　
Ｉｎｋ、　ＩｎＡａ、　ＩｎＳｂ、　ＨｇＴｅなどが含
まれる。

あるいは、Ｆを架材分子とすることができる。

第７図の励起自動イオン化の反転においては、第２図は
、到達した電子をトンネル効果で゛電極へ伝達さぜるこ
とにより励起を行わせる様子を示すものである。このプ
ロセスはＷ−Ａ＞（Ｇ−Ｅ）である必要があシ、かつ効
率を高くするためにはＦを単一層とする必要がある。以
にの急速な染料の螢光は、電子が到達したことの合図で
ある。

第１０図は単一層におけるそのようなトンネル効果を利
用せず、よシ厚い染料層で動作する別の夾施例を示ずも
のである。

このプロセスは次のような過程を含む。

１、電子ｇ　−＋　ｗ　発熱Ｗ−Ｇ コ、電子ｃ　ｂ　−＋　ｅ　発熱Ｅ−Ａ３、螢光ｅ　−
＋　ｇ　発光Ｇ　−Ｅ その結果としてＷ−Ａのエネルギーが放出される。

このプロセスを起させるためにはＥ＞Ａ、Ｇ（Ｗ。

Ｉ＞Ｗとする必要がある。

過程／は暗黒中で自然に起り、正にイ］￥屯した染料分
子を作る。単一層染料中以外においては、正゛亀荷は加
えられた電界の中を、ＰＤＡに近い染料分子まで移動す
る。ＰＤＡ鎖に泪って非常Ｖこ良く動くことができる到
達電子は、膜の平面内で正に帝′１ｄシている染料分子
を探すことができ、その正帯電染料分子を見つけること
ができる。過程−においては電子は染料の中に入りて励
起を行うことができる。過程３は急速な染料螢光発生で
ある。

この励起の移動は前記方法によシ阻止できる。

求められているｉｉｆ包囲に訃ける螢光発生染料につい
ては、染料レーザＶＣ分いて使用するために投込間研究
されている。染料は蒸堝“によＵ−とすることができる
。それからＬＢ層を形成できる分子中に、ＥとＧの値が
追歯な大きさである染料を入れたとすると、ＰＤＡ多層
のＤ側またはＦ　（Ｒ１１においてその染料を単一層葦
たは多層にできる。たとえば、脂肪族側鎖で軽く置換さ
れたアントラセン誘導体、たとえば側鎖がグつのＣＨ２
単位（Ｃｔとして知られてｂる）誘導体および側鎖がｔ
つのＣＨ２単位（Ｃ＋とじて知られている）を有する誘
導体、からＬＢ層を作ることができる。これについては
、雑誌Ｐｈｙｓ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、　ＶＯＩ、／Ｊ、／
りざ／、ｐｐ”り〜ｌ’７を参照されたい。１だ、同様
にしてペリレン蛍光を得るために、ペリレンの誘導体か
らＬＢＭを作ることもできる。

以上の説明はＰＤＡの層としてのメモリの層についての
ものである。しかし、ＰＤＡＯ代りに、単分子層で作ら
ｉ’Ｌ　ｆ、：、Ｉｊ：ａを形成するその仙の物質も使
用できる。なるべくなら、そｔしらの物質は、共役さｉ
ｔだ不飽和を有する大きな有４ス“モ物分子とするとよ
い。というのは、そのような分子１τおいては、Ｉ−Ａ
の値が小さく、したがってメモリの草同的な規則性を狽
う枢子が不純物や欠陥によシ捕えらノする機会が少ない
からである。そのような分子は単一結合／二重結合の環
状または直線状シーケンスを含むことがある。たとえば
、前記分子ＣＩＩとＣｔは、ペリレンの誘導体がそうで
ある。Ｌ：　５に、メモリのために使用できる。また、
共役された不飽和を有する２ｍ類のポルフィリンが単分
子層を形成できるから、このメモリにポルフィリンを使
用できる。

？＋ｉｌ記交番層装置は、ＰＤＡの層を、Ｃ４または（
ｌアントラセン、または前１１己ポルフイリンのような
分子の層と交番させて作ることができる。こうすること
によシ、層の間の′電子親和性の違ｂΔＡを、層の種々
の分子構成によシ一層容易に制御できる、という利点が
得られる。

あるいは、その交番層は、７つの層の中１ｃλつの分子
釉を混合することによシ作ることもできる。

たとえば、それらの層を、染料の分子と交番する配列−
（ＣミＣ−ＣＥＥＣ）で作ることができる。

そのようｆＬ　４ｉＩ；造を重合させたとすると、メモ
リに適当な交番層構造が作られる。

１１ン（の単位面積に複数の独立した情報保持装置を作
ることができる。これを行うには次の三通りの方法があ
る。

（、）　層を形成する前に、通常のマイクロ電子技術に
より作られた複数の独立した電極を基体が有することが
できる。

（ｂ）　層の形成後に、複数の独立したｉ１１極をそれ
らの層の上に置くことができる。

（ｅ）　紫外線により単一層を重合できる。従昧のマイ
クロ電子技術により作られたメツシュ内の複数の穴の中
を光が通るものとすると、対応する複数の情報保持装置
が作られる。

それらの技術により最大で７＋ａｒ’当１）ｌｏ個のオ
ーダーの情報保持装置を作ることができる。これは、最
小ｔｏ　−１１ｍＲという大きさの装置を作ることがで
きることを意味する。ｎ個のＰＤＡ層を有するこの大き
さの装置ではｎピットを保持できる。

これを従来の装置と比較すると、７ピツトを保持するの
にこの寸法の何倍かの面積を必要とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第７の実施例の縮図、第２図は本発明
の第２の実施例の線図、第３ａ〜３ｆ図は本発明の装置
における電荷と電流の検出を示すグラフ、第≠ａ、４（
ｂ図は強Ｉ／−１電界と弱い電界が加えられた場合にお
ける、２種類の物質より成る多くの層に対するエネルギ
ーレベルを示し、第１〜７図は使用できる光注入器の３
つの構成に対するエネルギーレベル図、第ｒ−ｉｏ図は
使用できる電子到達検出器の３つの構成に対するエネル
ギージベル図である。 ｌ・・・膜、λ・・・ＰＤＡ層、３・・・光エネルギー
源、≠・・・変調器、！・・・増幅器、６・・・電源、
７・・・電極、ｒ、ｒ’・・・電流微分検出器。 出願人代理人　猪　股　清 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、６ Ｆｉｇ、７ １５ 手続ネｉｌｌ　正　ｐ）　（方式） 昭和５９年７月λグ日 特許庁長官　若杉　和　夫　殿 １　事Ｆｔの表示 昭和５９年　特訂願　第５８０７３号 ２　発明の名称 情報を保持するだめのメモリ ３　補正をする者 事１！１との関係　特乳′［出願人 Ｖコーエムシー、インダストリアル、 リサーチ、リミテッド ４代理人 東京都千代田区丸の内圧丁目２番３対 電話東京（２１１）２３２１大代表 ４２３０　弁理士　猪　股　ｆｔ’ｊ ５　補正命令の日付 ［？　和　５９（ｆ　６　月６　１ＥＩ（発送日　昭和
５９年６月２　（３Ｌｌ　）６　補正の対象 図面 ７　補正の内容 図面の浄古く内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１複数の単分子層の逐次付着により構成された多層
   膜と、保持すべき情報に対応する時間順序で電荷を膜の
   一方の側に入れるための要素と、膜の面の間に電圧を加
   えて、任意の層の間に保持されている電荷を隣の層へ移
   動させる要素と、膜により保持されている一連の電荷を
   読出すための要素とを備え、少くとも１つの単分子層は
   化学吸着法により付着され、各層は電荷を保持できるこ
   とを特徴とする情報を保持するだめのメモリ。 （２）膜の層は重合物質から作られることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載のメモリ。 （３）膜の層は共役された不飽和（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ
   ｄｕｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　）を有する物質で作られ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項またはコ項記
   載のメモリ。 （４）膜の少くともいくつかの層はポリジアセチレンで
   構成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   のメモリ。 （５）電荷を入れるための要素は、光子エネルギーのパ
   ルスの形で前記情報を表す人力信号に応答して動作する
   ように構成されることを特徴とする特許請求の範囲第７
   −μ項のいずれかに記載のメモリ。 （６）電荷を入れるための要素は半導体層を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第ｊ項記載の装置。 （７）電荷を入れるための要素は光注入金属の層を備え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第ｊ項記載のメモリ
   。 （８）電荷を入れる要素は、前記膜と電極の間にはさま
   れた染料の単一層を備えることを特徴とする特許請求の
   範囲第ｊ項記載のメモリ。 （９）読出し要素は、膜の、電荷を入れる要素が近くに
   配置される面とは反対側の面の近くに配置されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載
   のメモリ。 α１　読出し要素は、膜の、電荷を入れる要素が配置さ
   れている側と同じ側に配置されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１−１項のいずれかに記載のメモリ。 Ｉ　読出し要素は、前記膜からそれへの電荷の移動に応
   じて光子エネルギーを放射するようにされた要素を備え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第り項または７０項
   記載のメモリ。 α４　読出し要素はｐ形半導体の層を備えることを特徴
   とする特許請求の範囲第１／項記載の装置。 ａ埠　読出すための要素は、前記膜と電極の間にはさま
   れた染料単一層を備え、その染料は、電極への電子のト
   ンネル効果による移動によシ励起が行われるようなもの
   であシ、その時に染料は螢光を発生することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１／項記載のメモリ。 （Ｕ４　読出し要素は、前記膜と電極の間にはさまれた
   染料の層を備え、その染料は、そこから電極への電子の
   移動により、正に帯電した染料分子が作られるようなも
   のであり、それにより前記膜から染料に到達する電子は
   励起を生じさせることができ、その励起によシ染料は螢
   光を発生させられることを特徴とする特許請求の範囲第
   １／項記載のメモリ。 ｔＦ啼　読出し要素は装置内を流れる電流を検出するた
   めの要素と、その電流を時間に関して微分するための要
   素とを備えることを特徴とする特許請求の範囲ｔＡ／−
   ４項のいずれかに記載のメモリ。 （ＩＱ　前記読出し要素から電荷を入れるための前記要
   素までの帰還路を含み、それによシ入れられた電荷はメ
   モリ内を連続して循環させられることを特徴とする特許
   請求の範囲第７〜ｌＡ項のいずれかに記載のメモリ。 ａη　膜は昂なる電子親和性を有する少くとも２種類の
   物質で構成され、それらの物質のうちの一方の少くとも
   １つの層は他方の物質の隣シ合５層、または層の群の間
   にはさまれることを特徴とする特許請求の範囲第１〜を
   項のいずれかに記載のメモリ。 αＱ　膜を冷却するための要、素を備えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１７項記載のメモリ。 （ハ）読出し要素は膜の、電荷を入れる要素が配置され
   ている側と同じ側に配置されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１７項またはｌＳ項記載のメモリ。