发明名称 以奈米管为基础之切换元件及逻辑电路
摘要
申请公布号 TWI343182 申请公布日期 2011.06.01
申请号 TW093124278 申请日期 2004.08.13
申请人 奈特洛公司 发明人 柯劳帝;路克斯;沙贝特
分类号 H03K19/00;C30B29/00 主分类号 H03K19/00
代理机构 代理人 黄庆源 台北市大安区敦化南路1段245号8楼
主权项 一种切换元件,包含:一输入节点;一输出节点;一具有至少一电气传导奈米管之奈米管通道元件;一控制电极,相对于该奈米管通道元件而设置,以于该输入节点及该输出节点之间形成一电气传导通道,其中该通道至少包括该奈米管通道元件;以及其中该输出节点系被建构与安排为使得该通道形成实质上不受该输出节点的电气状态的影响。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该控制电极系被安排为相对于该奈米管通道元件,以藉由致使该奈米管通道元件机电偏折而形成该传导通道。如申请专利范围第2项之切换元件,其中该机电偏折致使一奈米管通道元件与该输出端点实体接触。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该输出节点包括一隔离结构,其系配置为相对于该奈米管通道元件,以使得该通道形成实质上不会因该输出节点的状态而改变。如申请专利范围第4项之切换元件,其中该奈米管通道元件之偏折系响应于静电(electrostatic)力而为可偏折,且其中该隔离结构致使一静电场,将由该输出节点状态之干扰与该奈米管通道元件之实体位置隔离。如申请专利范围第5项之切换元件,其中该隔离结构包括配置于该奈米管通道元件之相对侧之电极,且该电极产生实质上相等但相反的静电力。如申请专利范围第5项之切换元件,其中该隔离结构包括配置于该奈米管通道元件之相对侧之电极,且该电极彼此以低电阻电气通连。如申请专利范围第3项之切换元件,其中该奈米管通道元件系与该输入节点电气通连,并相对该控制电极以相隔与相交(crossed)关系放置,且该奈米管通道元件之偏折系响应于一肇因于该输入节点与该控制电极上的讯号之静电吸引力。如申请专利范围第8项之切换元件,其中该控制电极具有相对于该奈米管通道元件之第一相隔关系,且其中该输出节点包括一输出电极,其具有相对于该奈米管通道元件之第二相隔关系,以及其中,该部分由该控制电极诱发之奈米管通道元件之静电吸引力致使该奈米管通道元件接触该输出电极。如申请专利范围第9项之切换元件,其中相对于该奈米管通道元件,该第一与第二相隔关系具有不同距离。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该奈米管通道元件具有一以微影方式(lithographically)界定之形状。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该奈米管通道元件系由奈米编织构造建构而成。如申请专利范围第12项之切换元件,其中该奈米管通道元件系由高多孔性(porous)奈米编织构造建构而成。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该奈米管通道元件系以一奈米管实质单层(monolayer)建构而成。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该控制电极以一绝缘物覆盖。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该奈米管通道元件可对该奈米管通道元件与该控制电极上之讯号关系响应,而定位在至少二位置状态之一,其中至少二位置状态之一系由该奈米管通道元件界定,该奈米管通道元件系在一浮接(floating)状态,并不与该输出节点电气通连。如申请专利范围第1项之切换元件,其中该输出节点包括二对输出电极,一对在该控制电极之每一侧,且每一对包括在该奈米管通道元件之相对侧上之输出电极。如申请专利范围第1项之切换元件,进一步包括一第二控制电极配置为相对于该奈米管通道,以控制性地于该输入节点及该输出节点之间形成一电气传导通道,该控制电极与该第二控制电极系位于该输出节点之不同侧上。一种用于可偏折奈米管元件的隔离结构,包含:一对配置于该可偏折奈米管元件之相对侧之电极,该可偏折奈米管元件的至少一部分系锚定至一支撑结构,该对电极之至少一个为一输出端点以供在该可偏折奈米管元件上传递的一讯号用,该对电极在该可偏折奈米管元件上产生实质相同但相对静电力的电场,使得该可偏折奈米管元件靠近该对电极的位置实质上不受该输出节点的电气状态的影响;以及一控制电极,设置于该支撑结构及该对电极之其中一者之间,以控制该可偏折奈米管元件的位置。如申请专利范围第19项之用于可偏折奈米管元件的隔离结构,其中该对电极于低电阻下电气通连。一种布林(Boolean)逻辑电路,包含:至少一输入端点与一输出端点;一电气配置于该至少一输入端点与该输出端点间之奈米管切换元件网路;每一个该奈米管切换元件包含一电气传导元件及与该电气传导元件隔开之一奈米管通道元件,其中该奈米管通道元件可响应施加至至少该奈米管通道元件之电气刺激而偏折朝向该电气传导元件;其中该电气传导元件为一控制电极,其响应施加至该控制电极之电气刺激而偏折该奈米管通道元件以在该奈米管通道元件与该奈米管切换元件的一输出端点之间形成一电气传导路径;该奈米管切换元件网路在该至少一输入端点执行布林讯号的布林函数转换,该布林函数转换包括在函数中的布林反相。如申请专利范围第21项之布林逻辑电路,其中该奈米管切换元件网路在该至少一输入端点执行讯号的布林NOT函数。如申请专利范围第21项之布林逻辑电路,其中该奈米管切换元件网路在该至少一输入端点执行讯号的布林NOR函数。一种布林逻辑电路,包含:至少一输入端点与一输出端点;一电气配置于该至少一输入端点与该输出端点间之奈米管切换元件网路;该奈米管切换元件网路在该至少一输入端点执行布林讯号的布林NOT函数转换,该布林函数转换包括在函数中的布林反相;其中该奈米管切换元件网路包括一第一与第二奈米管切换元件,每一奈米管切换元件包括:一输出节点;一具有至少一电气传导奈米管之奈米管通道元件;及一控制电极,相对于该奈米管通道元件而设置,以可控制性地对该输出节点形成电气传导通道;其中该布林逻辑电路之输入端点系与该第一与第二奈米管切换元件之控制电极电气通连;其中该第一与第二奈米管切换元件之至少一输出节点系与该布林逻辑电路之输出端点电气耦合;其中该第一奈米管切换元件之奈米管通道元件系电气通连至一逻辑真(true)值,且该第二奈米管切换元件之奈米管通道元件系电气通连至一逻辑伪(false)值。如申请专利范围第24项之布林逻辑电路,其中每一该第一与第二奈米管切换元件之通道形成,系由该奈米管通道元件之机电偏折造成,以致使该奈米管通道元件与该输出节点间之接触。如申请专利范围第25项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系对一由在该奈米管通道元件与该控制电极上之讯号关系造成之静电力响应而偏折,且其中该第一与第二奈米管切换元件之任一之包括一隔离结构配置为相对于该奈米管通道,使得该通道形成实质上不因该输出节点状态而改变。如申请专利范围第26项之布林逻辑电路,其中该隔离结构包括配置于该奈米管通道元件之相对侧之复数电极,且该复数电极彼此于低电阻下电气通连。如申请专利范围第24项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系相对于该控制电极,以相隔与相交关系放置,且其中该奈米管通道元件之偏折系响应于一肇因于该输入节点与该控制电极上的讯号之静电吸引力。如申请专利范围第24项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件以微影方式(lithographically)界定。如申请专利范围第24项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系由奈米编织构造建构而成。如申请专利范围第26项之布林逻辑电路,其中该控制电极以一绝缘物覆盖。如申请专利范围第26项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件可对该奈米管通道元件与该控制电极上之讯号关系响应,而定位在至少二位置状态之一,其中至少二位置状态之一系由该奈米管通道元件界定,该奈米管通道元件系在一浮接(floating)状态,并不与该输出节点电气通连。一种布林逻辑电路,包含:至少第一及第二输入端点与一输出端点;一电气配置于该至少第一及第二输入端点与该输出端点间之奈米管切换元件网路;该奈米管切换元件网路在该至少第一及第二输入端点执行布林讯号的布林NOR函数转换,该布林函数转换包括在函数中的布林反相;其中该奈米管切换元件网路包括一第一、一第二、一第三与一第四奈米管切换元件,每一奈米管切换元件包括:一输出节点;一具有至少一电气传导奈米管之奈米管通道元件;及一配置为相对于该奈米管通道元件而可控制性地对该输出节点形成电气传导通道之控制电极;其中该布林逻辑电路之第一输入端点系与该第一与第三奈米管切换元件之控制电极电气通连,且该布林逻辑电路之第二输入端点系与该第二与第四奈米管切换元件之控制电极电气通连;其中该第二奈米管切换元件之输出节点系与该第一奈米管切换元件之输出端点电气耦合;其中该第一奈米管切换元件之输出节点系与该第三与第四奈米管切换元件之输出节点、以及该布林逻辑电路之输出端点电气耦合;其中该第二奈米管切换元件之奈米管通道元件系电气通连至一逻辑真(true)值,且该第三与第四奈米管切换元件之奈米管通道元件系电气通连至一逻辑伪(false)值。如申请专利范围第33项之布林逻辑电路,其中该其中该第一、第二、第三与第四奈米管切换元件之通道形成,系由该奈米管通道元件之机电偏折造成,以致使该奈米管通道元件与该输出节点间之接触。如申请专利范围第34项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系对一由在该奈米管通道元件与该控制电极上之讯号关系造成之静电力响应而偏折,且其中该第一、第二、第三与第四奈米管切换元件之任一之包括一隔离结构配置为相对于该奈米管通道,使得该通道形成实质上不因该输出节点状态而改变。如申请专利范围第35项之布林逻辑电路,其中该隔离结构包括配置于该奈米管通道元件之相对侧之复数电极,且该复数电极彼此于低电阻下电气通连。如申请专利范围第33项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系相对于该控制电极,以相隔与相交关系放置,且其中该奈米管通道元件之偏折系响应于一肇因于该输入节点与该控制电极上的讯号之静电吸引力。如申请专利范围第33项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件以微影方式(lithographically)界定。如申请专利范围第33项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件系由奈米编织构造建构而成。如申请专利范围第35项之布林逻辑电路,其中该控制电极以一绝缘物覆盖。如申请专利范围第35项之布林逻辑电路,其中该奈米管通道元件可对该奈米管通道元件与该控制电极上之讯号关系响应,而定位在至少二位置状态之一,其中至少二位置状态之一系由该奈米管通道元件界定,该奈米管通道元件系在一浮接(floating)状态,并不与该输出节点电气通连。
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