有機(jī)功能分子的設(shè)計(jì)、合成及其超高密度信息存儲(chǔ)特性研究.pdf

1、21世紀(jì)是經(jīng)濟(jì)信息化、信息數(shù)字化的高科技時(shí)代，信息量的爆炸式增長(zhǎng)對(duì)信息存儲(chǔ)的發(fā)展提出了越來(lái)越高的要求。超高密度信息存儲(chǔ)材料和技術(shù)的研究不僅具有重要的科學(xué)價(jià)值，而且具有重大的應(yīng)用前景。本論文從分子設(shè)計(jì)和綜合利用材料的多種物理特性出發(fā)，考察了一類(lèi)有機(jī)非線性光學(xué)材料的雙穩(wěn)態(tài)，并利用STM對(duì)該類(lèi)有機(jī)分子的超高密度信息存儲(chǔ)特性進(jìn)行了探索。
　　 主要工作如下：
　　 1、通過(guò)真空沉積的方法制備了一種非線性光學(xué)材料(E)-1-二茂鐵

2、基-2-（1-甲基-4-吡啶基）乙烯碘鹽薄膜，利用Keithley4200半導(dǎo)體系統(tǒng)測(cè)試了該薄膜的宏觀電學(xué)特性，其宏觀Ⅰ-Ⅴ曲線表明該薄膜在室溫條件下就具有良好的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)。為證實(shí)該非線性光學(xué)材料確能用于電學(xué)性質(zhì)的信息存儲(chǔ)，我們運(yùn)用掃描隧道顯微鏡(STM)在該化合物的薄膜上成功地實(shí)現(xiàn)了信息點(diǎn)的寫(xiě)讀，信息點(diǎn)的平均點(diǎn)徑約為1.5nm。為了進(jìn)一步理解該分子薄膜信息記錄點(diǎn)寫(xiě)入的機(jī)理，對(duì)薄膜存儲(chǔ)信息前后的局域Ⅰ-Ⅴ特性進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示施加脈沖

3、電壓后，薄膜發(fā)生了導(dǎo)電狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，且據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為這是由于施加脈沖電壓部位發(fā)生了部分的分子間電荷轉(zhuǎn)移造成的。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非線性光學(xué)材料(E)-1-二茂鐵基-2-（1-甲基-4-吡啶基）乙烯碘鹽薄膜具有良好的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)，是一種具有潛力的超高密度信息存儲(chǔ)材料。從本實(shí)驗(yàn)還可以看出，電荷轉(zhuǎn)移型的信息存儲(chǔ)材料與該類(lèi)型的非線性光學(xué)材料具有相關(guān)性，從而為設(shè)計(jì)和尋找多功能信息存儲(chǔ)材料提供了新的思路2、通過(guò)經(jīng)典的縮合反應(yīng)合成了含

4、二茂鐵基團(tuán)的西佛堿（1-二茂鐵基-2-(4-對(duì)硝基苯基)亞胺），并通過(guò)真空沉積的方法制備了其薄膜，觀察了該薄膜形貌，測(cè)定了其電學(xué)特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該薄膜具有良好的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)。最后利用STM成功地在該薄膜上寫(xiě)入了納米級(jí)信息點(diǎn)。這一結(jié)果表明，該種西佛堿可開(kāi)發(fā)為一種具有潛力的超高密度信息存儲(chǔ)材料。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該種西佛堿材料薄膜具有良好的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)，是一種具有潛力的超高密度信息存儲(chǔ)材料。從本實(shí)驗(yàn)還可以看出，在電荷轉(zhuǎn)移型的信息存儲(chǔ)

5、材料中，以二茂鐵作為電子給體的該種材料具有良好的電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)和更好的穩(wěn)定性，從而也為設(shè)計(jì)和尋找性能優(yōu)異的電子給受體型信息存儲(chǔ)材料提供了新的思路。3、從引起或影響材料電、光、磁雙穩(wěn)態(tài)的本質(zhì)出發(fā)選擇了一種具有良好的非線性光學(xué)特性的金屬有機(jī)化合物作為我們的材料分子，該化合物分子以磁性的二茂鐵基團(tuán)為電子給體，1-甲基吡啶作電子受體。我們對(duì)該化合物薄膜電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該化合物薄膜在室溫下同時(shí)具有電學(xué)及磁學(xué)雙穩(wěn)態(tài)。而且，兩種穩(wěn)態(tài)間的轉(zhuǎn)變