2003年12月中旬，《先進(jìn)材料》 (Adv. Mater.,15 (22) ,1525-1529 )發(fā)表了化學(xué)所有機(jī)固體院重點實驗室宋延林研究員等在有機(jī)超高密度信息存儲薄膜研究領(lǐng)域取得的最新研究進(jìn)展。該研究成果不僅得到審稿人高度評價，還被Adv.Mater.主編Esther Levy博士邀請為其姊妹期刊Adv. Functional Mater.撰寫詳細(xì)研究論文。而此前他們在《納米技術(shù)》(Nanotechnology,13,6,733)發(fā)表的研究結(jié)果，得到了美國《技術(shù)研究新聞》(Technology Research News,Feb.26,2003)的關(guān)注和報道。
當(dāng)今信息技術(shù)的飛速發(fā)展，要求不斷開發(fā)具有更高信息存儲密度及更快響應(yīng)速度的材料和器件，因而在納米乃至分子尺寸水平上實現(xiàn)信息的存儲、檢測和處理功能的新型超高密度信息存儲材料成為國際上最受關(guān)注的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域之一。美國前總統(tǒng)克林頓在關(guān)于納米科技的報告中，以“(美國)國會圖書館的所有信息都可存儲在一塊方糖大小的芯片中”，對超高密度信息存儲作了形象描述。
化學(xué)所在有機(jī)超高密度信息存儲材料研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
1996年起，宋延林博士等基于不同于國外研究思路的材料設(shè)計思想，從分子設(shè)計的角度出發(fā), 設(shè)計合成一系列有特色的有機(jī)功能分子體系作為信息存儲介質(zhì)，先后與中科院物理所高鴻鈞博士、北京大學(xué)電子系薛增泉教授等合作, 利用掃描探針實現(xiàn)納米乃至分子尺度上的信息存儲，其信息存儲密度比國外同期報道的材料高1-2個數(shù)量級，在國內(nèi)外引起廣泛關(guān)注。前期研究成果曾分別入選“1997年中國十大科技進(jìn)展”和“2001年中國基礎(chǔ)研究十大科技進(jìn)展”。
化學(xué)所科研人員在此前研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計合成了具有強(qiáng)電子給體和電子受體、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)分子N,N-Dimethyl-N’-(3-nitrobenzylidene)-p-phenylenediamine(DMNBPDA)并培養(yǎng)了其單晶；系統(tǒng)研究了DMNBPDA的薄膜生長特性, 并成功地在高定向裂解石墨(HOPG)的表面制備出規(guī)整排列的單分子膜，利用AFM和STM觀測到該薄膜的分子圖像；通過在STM針尖和HOPG襯底之間施加電壓脈沖的方法，在DMNBPDA薄膜上實現(xiàn)納米尺寸信息點的寫入，信息點平均直徑達(dá)1.1nm, 對應(yīng)信息存儲密度>1013bits/cm2，并具有信息存儲薄膜表面信息存儲區(qū)域具有低阻抗，而非存儲區(qū)域是高阻抗，該結(jié)果具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。他們還用雜化HF/DFT 理論(Hybrid Hartree-Fock/density-functional-theory )計算了DMNBPDA 分子間電荷轉(zhuǎn)移的可能性，為研究存儲機(jī)理提供了理論依據(jù)。
當(dāng)今信息技術(shù)的飛速發(fā)展，要求不斷開發(fā)具有更高信息存儲密度及更快響應(yīng)速度的材料和器件，因而在納米乃至分子尺寸水平上實現(xiàn)信息的存儲、檢測和處理功能的新型超高密度信息存儲材料成為國際上最受關(guān)注的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域之一。美國前總統(tǒng)克林頓在關(guān)于納米科技的報告中，以“(美國)國會圖書館的所有信息都可存儲在一塊方糖大小的芯片中”，對超高密度信息存儲作了形象描述。
化學(xué)所在有機(jī)超高密度信息存儲材料研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
1996年起，宋延林博士等基于不同于國外研究思路的材料設(shè)計思想，從分子設(shè)計的角度出發(fā), 設(shè)計合成一系列有特色的有機(jī)功能分子體系作為信息存儲介質(zhì)，先后與中科院物理所高鴻鈞博士、北京大學(xué)電子系薛增泉教授等合作, 利用掃描探針實現(xiàn)納米乃至分子尺度上的信息存儲，其信息存儲密度比國外同期報道的材料高1-2個數(shù)量級，在國內(nèi)外引起廣泛關(guān)注。前期研究成果曾分別入選“1997年中國十大科技進(jìn)展”和“2001年中國基礎(chǔ)研究十大科技進(jìn)展”。
化學(xué)所科研人員在此前研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計合成了具有強(qiáng)電子給體和電子受體、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)分子N,N-Dimethyl-N’-(3-nitrobenzylidene)-p-phenylenediamine(DMNBPDA)并培養(yǎng)了其單晶；系統(tǒng)研究了DMNBPDA的薄膜生長特性, 并成功地在高定向裂解石墨(HOPG)的表面制備出規(guī)整排列的單分子膜，利用AFM和STM觀測到該薄膜的分子圖像；通過在STM針尖和HOPG襯底之間施加電壓脈沖的方法，在DMNBPDA薄膜上實現(xiàn)納米尺寸信息點的寫入，信息點平均直徑達(dá)1.1nm, 對應(yīng)信息存儲密度>1013bits/cm2，并具有信息存儲薄膜表面信息存儲區(qū)域具有低阻抗，而非存儲區(qū)域是高阻抗，該結(jié)果具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。他們還用雜化HF/DFT 理論(Hybrid Hartree-Fock/density-functional-theory )計算了DMNBPDA 分子間電荷轉(zhuǎn)移的可能性，為研究存儲機(jī)理提供了理論依據(jù)。
