中科院化学所在超高密度信息存储材料研究领域取得系列进展
日期 2005-11-15 来源： 作者：中科院化学所 【 大 中 小】 【 打印】 【 关闭】
21世纪是经济信息化、信息数字化的时代，其中最具代表性的是电信、广播电视和计算机三大网络融合成为统一的、综合的、多功能的“信息高速公路”。在这种背景下，不断开发具有更高信息存储密度及更快响应速度的材料和器件成为国际上最受关注的交叉学科研究领域之一。
在国家自然科学基金委员会(项目编号：59883001、50173028、90201036)、科技部和中国科学院的支持下，中科院化学所宋延林研究员的课题组从材料的结构功能设计出发, 制备了一系列有特色的有机功能薄膜作为信息存储介质，并与中科院物理所等国内外研究单位开展了广泛合作，利用扫描探针显微镜等技术实现超高密度信息存储, 在<<先进材料>>（Advanced. Materials）等重要学术期刊发表了系列研究论文，受到国内外广泛关注。
他们与中科院物理所高鸿钧研究员合作，在设计合成的具有强电子受体和稳定结构的有机分子PNBN薄膜上，实现了迄今最小点径（0.6 nm）的信息点阵（Adv. Mater.2001，13(14),1103-05，Appl. Phys. Lett. 2000，77(20),3203-3205），该结果入选2001年中国基础科学研究十大进展新闻；
他们合成了具有强电子给体和电子受体、物理化学性质稳定的有机分子DMNBPDA并在其规整薄膜上实现1.1 nm信息点的写入(Adv. Mater.2003，15(22),1525-29)，该结果发表后被美国Technology Research News杂志专题报道；
他们与中科院上海有机所丁奎岭研究员合作，在通过分子间氢键和 - 相互作用自组装形成的超分子单晶薄膜上实现平均点径2.2 nm的信息点的写入，信息点间距可达1.0 nm，为用于超高密度信息存储的新型功能材料的设计提供了新思路 (Adv. Mater.2004,16(22),2018-21)；
他们与华东理工大学田禾教授等合作，通过对材料结构的设计和改造，在热稳定的新型螺噁嗪薄膜上实现可擦写的立体高密度光学信息存储 (Adv. Mater. 2005，17(2),156-160 )；他们还通过对材料结构与光电性能关系的深入研究，利用同一材料实现了光电双重高密度信息存储（ChemPhysChem 2005, 6, 478-82）。
近日，宋延林研究员与瑞士苏黎世理工学院的F. Diederich教授等合作，在利用具有推拉电子基团的分子晶态薄膜进行超高密度信息存储研究方面取得了新的进展。
在以往的工作基础上，他们设计合成了具有强电子给体和电子受体、物理化学性质稳定的有机分子1,2-tricyano-2-[(4-dimethyl-aminophenyl)ethynyl]ethene (TDMEE)。采用真空沉积的方法，系统研究了TDMEE的薄膜生长特性。借助分子间的给体、受体和 - 相互作用成功地制备出给体-受体反平行规整排列的晶态薄膜。通过在STM针尖和HOPG衬底之间施加电压脉冲的方法，在TDMEE薄膜上实现纳米尺寸信息点的写入，信息点的平均直径达2.1纳米,对应信息存储密度>1013bits/cm2。该结果具有良好的重复性和稳定性。进一步的实验和理论研究结果表明，信息点的产生来源于外压诱导的分子间电荷转移导致的导电性的改变，而薄膜中分子有序的给体-受体反平行排列则有利于这种电荷转移。这一研究结果为在真空条件下制备的分子电子器件的材料设计和结构控制提供了新的思路和途径。
相关研究结果发表在近期的《先进材料》(Adv. Mater. 2005, 17, 2170-2173)上。
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