JACS—宋延林小組—有機超高密度信息存儲材料研究

在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院化學所宋延林課題組的研究人員從分子設計的角度出發，設計合成了一系列有特色的有機功能薄膜作為信息存儲介質，并與國內外研究單位開展了廣泛合作，利用掃描探針顯微鏡等技術實現納米乃至分子尺度上的信息存儲。在重要學術期刊上發表了一系列研究論文，受到了國內外同行的關注。
 
在電學信息存儲方面，他們通過分子間氫鍵和p-p相互作用自組裝制備了超分子單晶薄膜，實現平均點徑2.2 nm的信息點的寫入，信息點間距可達1.0 nm (Adv. Mater. 2004, 16, 2018-2021)；設計合成了一系列性質穩定的具有強電子給體和受體的有機功能分子，并在其規整薄膜上分別實現了納米尺度信息點的寫入(Adv. Mater. 2003, 15, 1525-1529，Adv. Mater. 2005, 17, 2170-2173, Adv. Mater. 2006, 18, 1983-1987,J. Mater. Chem. 2007, 17, 3530-3535)。
 
在光學信息存儲方面，利用雙光子技術實現了可擦寫的多層高密度光學信息存儲 (Adv. Mater. 2005, 17, 156-160)和具有高信噪比的光學信息存儲(Chem. Mater. 2006, 18, 235-237)。他們還通過對材料結構與光電性能關系的深入研究，利用同一材料實現了光電雙重高密度信息存儲(ChemPhysChem 2005, 6, 478-82)，以及具有密寫功能的光－質子雙響應信息存儲(Eur.J.Org.Chem.2007,2064-2067)。
 
在以上研究的基礎上，他們還和該所的楊聯明研究員、中科院物理所的高鴻鈞研究員等合作，設計合成了含有三苯胺的推、拉電子型化合物2-((Z)-2-(4-diphenylamino) enzylidene)-1,2-dihydro-1-oxoinden-3-ylidene) malononitrile (BDOYM)，利用真空沉積的方法制備了其薄膜。三苯胺不僅具有良好的供電子能力，還可以穩定電荷轉移態，顯著提高了薄膜的存儲性能。該研究結果為進一步發展穩定、可擦寫的超高密度信息存儲材料提供了新的思路。有關工作發表在近日出版的《美國化學會志》 (J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11674-11675)上。

對BDOYM薄膜施加電壓時的導電性變化曲線

 
(a) 通過STM針尖在BDYOM薄膜表面施加電壓脈沖形成信息點圖案；(b),(c) 施加反向脈沖電壓依次擦除兩個信息點圖案；(d) 重新寫入一個信息點圖案；(e) BDYOM薄膜信息存儲前(I)后(II)的局域I-V特性曲線。