具体实施方式

本发明可以进行多种改变和修改，并且具有若干形式。因此，应理解，本发明的具体实施方案在附图中例示并且在具体实施方式中详细地描述。

然而，应理解，本发明不旨在局限于本文阐述的具体形式，并且旨在涵盖包括在本发明的技术范围和主旨内的所有类型的修改、等同和替代。

还应理解，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”和/或“具有(having)”，当在本文使用时指明规定的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在，但不排除一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或增添。

此外，本发明随附的附图应理解成为了便于描述而被放大或缩小。

在下文，将详细地描述本发明。

存储装置

图1是本发明的存储装置的图。参考图1，本发明的存储装置100包括包含二氧化硅(SiO₂)的硅层10、充电/放电层20、有机半导体层30和电极层40。

图2是作为构成本发明的存储装置的组件之一的包含二氧化硅的硅层的图。参考图2，包含二氧化硅的硅层10包括硅衬底11和沉积在硅衬底11上的二氧化硅层12。

在这种情况下，尽管不特别限于此，但硅衬底11可以是p-型硅衬底。

二氧化硅层12可以具有300nm或更小，具体地，5nm至300nm、10nm至100nm或10nm至30nm的平均厚度。

二氧化硅层12在硅衬底11上的沉积允许硅层10被羟基基团官能化，并且通过用UV-臭氧或碱处理而被羟基基团官能化允许硅层10与硅烷偶联剂结合。

图3是作为构成本发明的存储装置的组件之一的充电/放电层的图。参考图3，充电/放电层20具有其中生物可降解聚合物纳米颗粒22分散在硅烷基体21中的结构。在本说明书中，术语“充电”意指通过允许电流从外部进入蓄电池或二次电池来增加所存储的电荷量；与充电相反，术语“放电”意指通过从蓄电池或二次电池排出电流来减少所存储的电荷量；并且术语“充电/放电层”意指具有可以充电/放电电荷的层。

硅烷基体21可以具有5nm或更小，具体地，0.1nm至5nm的平均厚度。

硅烷基体21包含硅烷偶联剂。具体地，尽管不特别限于此，但硅烷偶联剂可以是(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(在下文，简称为“GPTMS”)。

当本发明的存储装置100包含硅烷基体21时，当施加较高的电压时可以增加存储效果，并且可以确保存储装置的稳定性。

在本说明书中，术语“生物可降解聚合物”意指通过包括至少一个分解过程的生物体的代谢而转化成低分子量化合物的聚合物，术语“纳米颗粒”意指至少一个维度是100nm(即，小于一千万分米)的颗粒，并且术语“生物可降解聚合物纳米颗粒”意指具有100nm或更小的直径并且由通过代谢转化成低分子量化合物的聚合物构成的颗粒。

具体地，将通过硅烷偶联剂的环氧基团与包含在生物可降解聚合物中的胺基团之间的反应形成的生物可降解聚合物纳米颗粒22分散在硅烷基体中，其中生物可降解聚合物纳米颗粒22可以具有50nm或更小，具体地，1nm至50nm的平均直径。生物可降解聚合物纳米颗粒22的平均直径可以通过已知为常规方法的激光衍射方法测量。

当本发明的存储装置100包含生物可降解聚合物纳米颗粒22时，存储装置100可以适用于生物相容性电子装置。

生物可降解聚合物不受特别限制，只要它包含具有一个或多个胺基团的氨基酸即可，并且可以具体地是聚-L-精氨酸、聚组氨酸、聚色氨酸和聚-L-赖氨酸中的任一种。在本说明书中，术语“聚-L-精氨酸”是指每个精氨酸单元具有一个HCl的带正电的合成聚氨基酸。

在本说明书中，术语“有机半导体”是指由碳材料制成的半导体。大多数有机化合物是绝缘体，并且有机半导体通常是指非本征半导体，其是当通过掺入在电解离时容易供给电子的材料和容易接受电子的材料来制备分子化合物时获得的有机材料晶体。

有机半导体层30不受特别限制，只要其适用于存储装置即可。具体地，有机半导体层可以包含并五苯、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)、聚(噻吩乙炔)和低聚噻吩中的一种或多种，特别是由22个π-键组成的并五苯。

有机半导体层30可以具有100nm或更小，特别是10nm至100nm的平均厚度。具体地，有机半导体层30可以具有10nm至50nm的平均厚度。

电极层40不受特别限制，只要其适用于存储装置并且可以具体地是金(Au)电极层即可。在这种情况下，Au电极层可以包含平均直径为100μm至500μm的Au点，并且可以具有10nm至200nm的平均厚度。

生物相容性电子装置

本发明的另一方面提供了包括上述存储装置的生物相容性电子装置。

生物相容性电子装置的结构和组件是本领域技术人员熟知的，因此本文将省略其详细描述。

本领域技术人员已知的生物相容性电子装置的结构和组件的内容被结合至本发明的内容中。

制造存储装置的方法

本发明的又一方面提供了制造存储装置的方法，所述方法包括以下步骤：在包含二氧化硅(SiO₂)的硅层上形成其中生物可降解聚合物纳米颗粒分散在硅烷基体中的充电/放电层，；以及在充电/放电层上形成有机半导体层和电极层。

具体而言，图4是根据本发明的实施方案的制造存储装置的方法的图。参考图4，将其上已经沉积有二氧化硅(SiO₂)层12的硅衬底11用UV-臭氧或碱处理，以使二氧化硅层的表面被羟基基团(-OH)官能化(过程S1)。在这种情况下，硅衬底11可以是p-型硅衬底，并且二氧化硅层12可以具有10nm至300nm，具体地300nm或更小，并且更具体地5nm至300nm、10nm至100nm或10nm至30nm的厚度。尽管不特别限于此，但用于使二氧化硅层12的表面被羟基基团官能化的碱优选是氢氧化钠(NaOH)。

将已经被羟基基团官能化的硅层10用硅烷偶联剂处理，使得羟基基团和硅烷偶联剂结合以形成硅烷基体21(过程S2)。在这种情况下，尽管不特别限于此，但硅烷偶联剂可以是GPTMS。硅烷基体21可以具有5nm或更小，具体地0.1nm至5nm的平均厚度。当本发明的存储装置100包含硅烷基体21时，当施加较高电压时可以增加存储效果，并且可以确保存储装置的稳定性。

随后，包含在硅烷基体21中的环氧基团与包含在生物可降解聚合物中的胺基团反应，以便将生物可降解聚合物纳米颗粒22分散在硅烷基体21上，其中生物可降解聚合物纳米颗粒通过溶液方法制备(过程S3)。在这种情况下，生物可降解聚合物可以是聚-L-精氨酸，并且生物可降解聚合物纳米颗粒22可以具有50nm或更小，具体地1nm至50nm的平均直径。当本发明的存储装置100包括生物可降解聚合物纳米颗粒22时，存储装置100可以适用于生物相容性电子装置。

然后，通过热蒸发，在沉积的同时在生物可降解聚合物纳米颗粒22上形成有机半导体层30和电极层40(过程S4和S5)。在这种情况下，有机半导体层30不受特别限制，只要它适用于存储装置并且可以具体地包含并五苯、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)、聚(噻吩乙炔)和低聚噻吩中的一种或多种，特别是由22个π-键组成的并五苯。

有机半导体层30可以具有100nm或更小，优选10nm至100nm的平均厚度。具体地，有机半导体层30可以具有10nm至50nm的平均厚度。

电极层40不受特别限制，只要其适用于存储装置并且可以具体地是金(Au)电极层即可。在这种情况下，Au电极层可以包含平均直径为100μm至500μm的Au点，并且可以具有10nm至200nm的平均厚度。

在下文，将根据实施例和实验例更详细地描述根据本发明的包含生物可降解聚合物纳米颗粒的存储装置以及其制造方法。

然而，应理解，本文提出的以下实施例和实验例仅出于例示根据本发明的包含生物可降解聚合物纳米颗粒的存储装置及其制造方法的目的而给出，并且不旨在限制本发明的范围。

实施例.制造存储装置

将其上沉积了10nm厚的二氧化硅层(SiO₂)的p-型硅衬底(尺寸：1.5cm×3.0cm，厚度：0.6T)的表面用UV-臭氧处理，以允许二氧化硅层的表面被羟基基团官能化。

随后，用GPTMS溶液(5％的乙醇溶液)浸渍得到的硅层，使得羟基基团和GPTMS反应形成硅烷基体(硅烷基体的厚度：约0.1nm至5nm)。

为了将聚-L-精氨酸(Mw：1700Da)分散在硅烷基体的表面上，轻轻地进行浸涂1小时。添加聚-L-精氨酸，使得最终浓度为2mg/ml(1mM)，然后进行浸涂1小时以形成在GPTMS层上的聚-L-精氨酸纳米颗粒(直径：1nm至50nm)(溶液方法)。

随后，经由热蒸发沉积并五苯半导体层(厚度：50nm至80nm)和Au电极(Au点的直径：500μm，Au电极的厚度：150nm至200nm)以制造存储装置。

实验例1.C-V特性分析

使用HP Agilent 4284A在1MHz的频率下测量根据实施例的存储装置的C-V性能，并且其结果显示在图5中。

具体地，假定硅晶片是地，在向Au电极施加电压的同时确认电容的变化。在这种情况下，在通过从3V和-3V通过以±2V增加电压扫描±3V、±5V和±7V电压时检查电容。

结果，可以看出形成了特定的扫描滞后。当施加较高电压时，存储效果增加。