[发明专利]一种能存算一体化单元、器件、制备工艺及设备

权利要求书

1.一种能存算一体化单元，应用于计算机架构，其特征在于：所述能存算一体化单元包括对电极、电解质和工作电极，所述电解质设于所述对电极与所述工作电极之间，可迁移离子经由所述电解质在所述工作电极和所述对电极之间迁移，可迁移离子在所述工作电极中的含量变化对应的不同状态信息；

其中所述对电极为Li层，所述电解质为LiPON层，所述工作电极为、、中的至少一者，所述可迁移离子为Li离子，所述对电极，电解质层以及工作电极层形成的电能源结构中预存对应能源；

工作时，可迁移Li离子经由电解质在所述工作电极与所述对电极之间迁移的同时带来对电极与工作电极电势差的变化，基于所述电势差变化对应的状态信息使所述能存算一体化单元能够同时进行能量的储存和信息处理，或同时进行能量的释放和信息处理。

2.如权利要求1所述的能存算一体化单元，其特征在于：所述Li层的厚度为1nm至100μm，所述工作电极的厚度为1nm至100μm，所述LiPON层的厚度为1nm至10μm。

3.一种能存算一体器件，其特征在于：所述能存算一体器件包括基底及至少二如权利要求1所述的能存算一体化单元，所述能存算一体化单元设置在所述基底上，所述能存算一体器件基于多个所述能存算一体化单元的可迁移离子在工作电极上含量变化对应的不同状态信息执行信息处理功能。

4.如权利要求3所述的能存算一体器件，其特征在于：所述能存算一体化单元进一步包括集流电极层，所述集流电极层设置在所述基底上，所述工作电极和/或所述对电极形成于所述集流电极层上。

5.如权利要求3所述的能存算一体器件，其特征在于：所述能存算一体化单元的尺寸大小为1nm至10μm，所述基底的尺寸大小为0.1cm至100cm。

6.如权利要求4所述的能存算一体器件，其特征在于：所述集流电极层为Pt/Ti复合电极层。

7.一种能存算一体器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

利用PVD技术在基底上依次形成工作电极、LiPON层及Li层；

或，利用PVD技术在基底上依次形成Li层、LiPON层及工作电极，所述工作电极上不同可迁移离子含量对应的不同状态信息。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：通过磁控溅射的方式在所述基底上形成所述工作电极及所述LiPON层，通过蒸镀的方式在所述基底上形成所述Li层。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：若在基底上先形成工作电极，则在形成工作电极层之前，先在基底上形成集流电极层；若在基底上先形成Li层，则在形成Li层之前，先在基底上形成集流电极层。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：在所述基底上形成所述集流电极层的具体步骤为：

对所述基底进行清洗；

通过涂胶、曝光、清洗显影在所述基底上显现Pt层的阵列图案；

利用磁控溅射技术将Pt镀到Pt层的阵列图案上，然后再次利用磁控溅射技术将Ti镀到Pt层上。

11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：当所述基底设置有若干能存算一体化单元时，将部分或全部所述能存算一体化单元进行互联。

12.一种设备，其特征在于：所述设备包括如权利要求3至6中任一所述的能存算一体器件。