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化学所研究人员利用自组装有机超分子薄膜实现超高密度信息存储
2004-12-24 | 编辑:clone | 【 】【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、科技部和中国科学院的支持下,宋延林研究员等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,可作为信息存储介质。他们与中科院物理所等单位合作, 利用扫描探针实现纳米乃至分子尺度上的信息存储, Adv. Mater., Appl. Phys. Lett. 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。他们去年在<<先进材料 >>(Adv. Mater.,16 (22) ,1525-1529 )发表的论文被美国Technology Research News杂志以“兆兆位存储薄膜”为题(Film promises terabit storageTechnology Research News2004Feb., 26)给予了专题报道

近日,化学所有机固体院重点实验室宋延林研究员与上海有机所丁奎岭研究员、物理所高鸿钧研究员等合作在有机超高密度信息存储研究领域取得的新进展。

他们设计了可以通过分子间氢键和p-p相互作用自组装形成单晶薄膜的超分子体系 Taddol· Coumarin (TC),系统研究了TC的薄膜生长特性, 成功地在高定向裂解石墨(HOPG)的表面制备出分子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TC薄膜上实现纳米尺寸信息点的写入,信息点的平均直径达2.2纳米, 信息点间距可达1.0纳米,对应信息存储密度>1013bits/cm2。他们还用FT-IRDSC以及EDPelectron diffraction pattern等分析手段对信息点产生的机理进行了分析。研究表明:分子间氢键的改变是信息点形成的主要原因。这一研究结果为用于高密度信息存储的新型功能薄膜的设计和制备提供了新的思路和途径。

有关研究成果已经发表在《先进材料》 (Adv. Mater.,200416(22),2018-2021 )上。

1.  A) 通过STM针尖在TC薄膜表面施加电压脉冲形成的由十二个信息点组成的3×4信息点阵,信息点平均直径2.2 nm; B) 信息点间距可达1.0nm

2. TC薄膜在HOPG上的分子图像(A, 左下图: 同一针尖得到的HOPG图像)及其分子自组装模型(B)

3. TC 薄膜的TEM图像及电子衍射图(右上图)

4. TC晶体(a)及其施加不同电压后的红外图谱(b,c

 

                                                                                            有机固体院重点实验室

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