電子元件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具有開關功能和/或存儲功能的電子元件。
【背景技術】
[0002] 已開發在相向的電極之間形成有架橋、細線、點接觸等的電子元件（如專利文獻 1)。一方面，為了建立單電子晶體管的制造技術，作為單電子器件中的庫倫島本發明人注意 到了金納米粒子，并使用STM明確了 I. Snm粒徑的金納米粒子在常溫中作為庫倫島起作用。 并且，面向于在固體基板上電子器件的構筑，已建立了采用無電解鍍一次性地以高成品率 來制作具有5nm間隙長度的納米間隙電極的技術。進一步地，對于在納米間隙電極間通過 化學吸附法將用烷烴硫醇分子保護了的金納米粒子導入的單電子晶體管的工作進行了報 告。（非專利文獻1~5)。
[0003] 現有技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 :日本專利第4119950號公報
[0006] 非專利文獻
[0007] 非專利文獻 I :S. Kano, Y. Azuma, M. Kanehara, T. Teranishi, Y. Majima, Appl. Phys.Express, 3, 105003(2010)
[0008] 非專利文獻2 :Υ· Yasutake, K. Kono, M. Kanehara, T. Teranishi, M. R. Buitelaar, C. G. Smith, Υ. Majima, Appl. Phys. Lett. , 91, 203107 (2007)
[0009] 非專利文獻 3 :Victor Μ· Serdio V. , Yasuo Azuma, Shuhei Takeshita, Taro Muraki, Toshiharu Teranishi and Yutaka Majima, Nanoscale, 4, 7161(2012)
[0010] 非專利文獻 4 :N. Okabayashi, K. Maeda, T. Muraki, D. Tanaka, M. Sakamoto, T. Teranishi, Y. Majima, Appl. Phys. Lett. , 100, 033101 (2012)
[0011] 非專利文獻5 :豬川洋，藤原聰，高橋庸夫，信學技報，ED2001-241，SDM2001-250， 第15-20頁
【發明內容】
[0012] 但是，這種單電子晶體管需要在一對納米間隙電極之間配置用烷基硫醇分子保護 了的金屬納米粒子，為此需要在納米間隙電極的表面形成烷基硫醇/烷基二硫醇的混合自 組裝單分子膜，作為錨定分子(Anchor Molecule)使用烷基二硫醇，將金屬納米粒子進行化 學吸附，從而在納米間隙電極之間導入金屬納米粒子。由此，在采用化學吸附法的單電子晶 體管的制造方法中，需要加入形成上述烷基硫醇/烷基二硫醇的混合自組裝單分子膜的工 序、導入金屬納米粒子的工序，因此制造工序變得復雜。
[0013] 因此，鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種不使用金屬納米粒子也能發揮 開關（Switching)功能和存儲（Memory)功能的電子元件。
[0014] 為達到上述目的，下面說明本發明的技術方案。
[0015] [1] -種電子元件，包括：一方的電極和另一方的電極，其以具有納米間隙的方式 被配置；以及鹵素離子，其設在所述一方的電極和所述另一方的電極之間的至少任一電極 上。
[0016] [2]所述[1]中記載的電子元件，其中，如果從正值到負值和/或從負值到正值連 續地改變所述一方的電極和所述另一方的電極之間的電壓，則所述一方的電極和所述另一 方的電極之間流動的電流波形為不對稱。
[0017] [3]所述[1]中記載的電子元件，其中，相對于所述一方的電極和所述另一方的電 極之間的電壓的電流特性具有負微分電導。
[0018] [4]所述[1]中記載的電子元件，其中，根據在所述一方的電極和所述另一方的電 極之間施加的電壓值改變所述鹵素離子的狀態，對應于所述一方的電極和所述另一方的電 極之間流動的電流值，維持信息的寫入狀態和信息的擦除狀態。
[0019] 發明效果
[0020] 通過本發明可以提供即使在電極和電極之間的間隙不配置金屬納米粒子，也可以 具備存儲功能和開關功能的電子元件。
【附圖說明】
[0021] 圖1是示出本發明的實施方式涉及的電子元件的構成的圖，（A)是剖視圖，（B)是 俯視圖。
[0022] 圖2是表示圖1所示電子元件的電流電壓特性的圖。
[0023] 圖3是表示作為分子尺使用的界面活性劑分子（CTAB)的化學結構的圖。
[0024] 圖4是表示實施例1中制作的樣品的SEM像的圖。
[0025] 圖5是表示實施例1中制作的樣品的第一次電流電壓特性的圖。
[0026] 圖6是表示實施例1中制作的樣品的第二次以后的電流電壓特性的圖。
[0027] 圖7是表示實施例1中制作的樣品的作為施加寫入電壓后施加讀取電壓之時的On 狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取電壓之時的Off狀態的電流值之比的、0n/0ff比 的讀取電壓依賴性的圖。
[0028] 圖8是表示對于實施例1中制作的樣品，施加與分別每個5s(秒）的寫入電壓、讀 取電壓、擦除電壓、讀取電壓對應的脈沖電壓列（周期為20s，頻率為對應50mHz)之時的電 流特性的圖。
[0029] 圖9是對于實施例1中制作的樣品的評價結果，是表示將一組寫入電壓、讀取電 壓、擦除電壓、讀取電壓的脈沖電壓列中需要的時間的倒數定義為頻率時，作為施加寫入電 壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取電壓之時的Off狀 態的電流值之比的、0n/0ff比的頻率依賴性的圖。
[0030] 圖10是對于實施例1中制作的樣品的評價結果，是表示在_40°C真空中測量的電 流電壓特性的圖。
[0031] 圖11是對于實施例1中制作的樣品的評價結果，是表示_40°C真空中的作為施加 寫入電壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取電壓之時的 OfT狀態的電流值之比的、0n/0ff比的讀取電壓依賴性的圖。
[0032] 圖12是對于實施例1中制作的樣品的評價結果，是表示在_40°C真空中施加與 分別每個5s (秒）的寫入電壓、讀取電壓、擦除電壓、讀取電壓對應的脈沖電壓列（周期為 20s，頻率為對應50mHz)之時的電流特性的圖。
[0033] 圖13是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示將一組寫入電壓、 讀取電壓、擦除電壓、讀取電壓的脈沖電壓列中需要的時間的倒數定義為頻率時，-40°C、真 空中的作為施加寫入電壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加 讀取電壓之時的Off狀態的電流值之比的、0n/0ff比的頻率依賴性的圖。
[0034] 圖14是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示120°C、真空中的電 流電壓特性的圖。
[0035] 圖15是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示120°C、真空中的作 為施加寫入電壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取電壓 之時的Off狀態的電流值之比的、0n/0ff比的讀取電壓依賴性的圖。
[0036] 圖16是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示120°C、真空中施加 與分別每個5s(秒）的寫入電壓、讀取電壓、擦除電壓、讀取電壓對應的脈沖電壓列（周期 為20s，頻率為對應50mHz)之時的電流特性的圖。
[0037] 圖17是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示將一組寫入電壓、 讀取電壓、擦除電壓、讀取電壓的脈沖列中需要的時間的倒數定義為頻率時，120°C、真空中 的作為施加寫入電壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取 電壓之時的Off狀態的電流值之比的、0n/0ff比的頻率依賴性的圖。
[0038] 圖18是表示實施例1中制作的樣品的120°C、空氣中的電流電壓特性的圖。
[0039] 圖19是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示120°C、空氣中的作 為施加寫入電壓后施加讀取電壓之時的On狀態的電流值與施加擦除電壓后施加讀取電壓 之時的Off狀態的電流值之比的、0n/0ff比的讀取電壓依賴性的圖。
[0040] 圖20是對于實施例1中制作的樣品的特性的評價結果，是表示120°C、空氣中施加 與分別每個5s