用STM针尖诱导热致气化模式的纳米级信息存储

以扫描探针显微镜(SPM)为基础的超高密度信息存储是近年来信息存储领域的热点研究之一.其基本原理是利用SPM针尖诱导存储介质表面形貌变化、导电性质改变、电荷分离等来记录信息.提出利用STM隧道电流的焦耳热效应诱导材料发生气化分解的热化学烧孔模式的STM存储新原理,并在电荷转移复合物TEA(TCNQ)₂上成功地得到大面积信息孔阵列.空洞大小均一,最小直径约8 nm.该存储模式有明显的优点:由于STM隧道电流波及范围很小,只要存储材料的导热性不是很好,则气化分解局限于非常小的范围,从原理上保证了存储的超高密度;写入可靠率非常高,达到99%以上;存储材料具有可设计性,易于优化材料的存储性能.     

用STM针尖诱导热致气化模式的纳米级

以扫描探针显微镜(SPM)为基础的超高密度信息存储是近年来信息存储领域的热点研究之一.其基本原理是利用SPM针尖诱导存储介质表面形貌变化、导电性质改变、电荷分离等来记录信息.提出利用STM隧道电流的焦耳热效应诱导材料发生气化分解的热化学烧孔模式的STM存储新原理,并在电荷转移复合物TEA(TCNQ)2上成功地得到大面积信息孔阵列.空洞大小均一,最小直径约8nm.该存储模式有明显的优点:由于STM隧道电流波及范围很小,只要存储材料的导热性不是很好,则气化分解局限于非常小的范围,从原理上保证了存储的超高密度;写入可靠率非常高,达到99%以上;存储材料具有可设计性,易于优化材料的存储性能.     

高密度有机信息存储材料及其多进制存储性能研究

超高密度有机存储材料是当前热门的研究课题。本文主要介绍了本课题组在有机信息存储材料的研究进展,特别是多进制存储材料的研究,提出了独特的多电荷陷阱机理实现电学多稳态,即多进制,为高密度信息存储材料的发展提供了新思路和新材料。     

纳米金属-偶氮染料共掺杂复合膜的制备与吸收蓝移现象

为了达到高密度存储, 关键而有效的方法是获得更短波长的光存储材料. 报道了具有纳米金属-偶氮染料包覆共掺杂结构复合材料的制备及光吸收蓝移现象. 实验发现, 在这种独特结构的复合膜中, 具有存储功能的偶氮染料甲基橙的最大吸收波长比其单独存在于复合膜中蓝移约23 nm, 复合膜的热稳定性提高. 用TEM, SPM, UV-vis, TGA对样品的物理特性进行了表征. 描述了包覆结构的模型, 分析了波长蓝移的机理. 研究结果表明, 具有这种结构的甲基橙有望成为与蓝紫光半导体激光器(GaN)匹配的新一代光存储材料.     

非易失性D-A型高分子信息存储功能材料的研究进展

随着电子工业的迅猛发展,诸如个人电脑、手机、数码相机和媒体播放器等信息技术设备已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。无论从技术角度还是从经济角度来考虑,对新型信息存储材料和器件的研发已成为电子行业急需解决的问题。由于聚合物的电子性质可以通过分子设计和合成等手段调控或剪裁,2005年国际半导体技术发展蓝图(ITRS)将聚合物存储器视为新型存储器件。与硅存储器相比,基于高分子存储材料制作的存储器具有材料结构多样、成本低、易加工、柔韧性好、可大面积制作(可通过旋涂或喷墨打印,在塑料、玻璃、互补金属氧化物半导体(CMOS)混合集成电路上面进行加工)、响应快、功耗低、高密度存储等优点,在信息存储以及高速计算领域有着非常广泛的应用前景。本文综述了高分子阻变存储器的基本概念和工作机制及近年来具有推-拉电子结构特征的高分子信息存储材料的设计、合成和器件性能的研究进展,以及存在的亟待解决的问题和未来的发展方向。     

Dip-pen刻蚀技术直接制造蛋白质纳米阵列

美国西北大学 Mirkin等 [1～ 3] 发明的 Dip- pen( DPN,译为蘸水笔技术 )纳米刻蚀技术是以 SPM的针尖为笔 ,通过超分子相互作用使被书写的分子或纳米材料粘在针尖上 ,以某种材料为基底 ,通过合理的超分子相互作用的设计将针尖上的分子或纳米材料书写到基底上 ,从而实现纳米刻蚀和纳米制造的目的 .很显然 ,这种技术对纳米器件、纳米传感器、高密度存储以及生物芯片的制造具有重要意义[4～ 7] .近年来 ,Mirkin研究组和其他几个研究集体利用这种技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列 [8] ;无机氧化物 [9]、金属纳米粒子 [10 ,11]、高分…     

STM热化学烧孔方式的信息存储——写入脉冲幅值和脉宽对信息点尺寸的影响

以扫描探针显微技术（SPM）为基础的超高密度信息存储是近年的研究的热点。前文^[1]利用STM针尖在TEA（TCNQ）2单晶上施加电压脉冲,得到了超高密度信息孔点阵,提出了热化学烧孔方式的STM信息存储技术,在STM扫描成像的过程中,隧道电流会流经样品,产生焦尔热。但通常扫描成像过程中的隧穿电流较小,焦耳热也较小,如能找到一种二元复合材料,一级分沸点较低,且与另一组分的结合能较弱,当足够大的电流流经时,所产生的焦耳热可能使低沸点的组分气化逸出,在样品表面形成纳米尺度的信息点。我们称这种存储模式为热化学烧孔方式的STM存储。基于这一思想,我们选择电荷转移复合物TEA（TCNQ）2作为存储材料,用STM写下了纳米微级的信息孔。本文通过改变写入电压脉冲的脉幅和脉宽,控制孔的大小,并对孔大小与脉冲电压的关系进行了理论推导和分析。     

影像科学与光化学

<正>本刊刊登以下研究领域的创新成果:光化学、影像科学与技术、光电化学及光电子技术(包括光电转换及储存材料、电光材料、非线性光学材料、纳米材料、电致发光材料及器件)、信息科学及信息材料(包括遥感、信息存储和记录、图像信息处理、信息显示材料等)、光生物、光医学、环境光化学等。     

全息高分子材料的正交反应设计

全息高分子材料通常是指基于相干激光技术制备,能够同时存储光波振幅、相位等全部信息的结构有序高分子材料,在裸眼三维显示、增强现实、高端防伪、高密度数据存储等高新技术领域具有重要应用价值.高性能化与多功能化是全息高分子材料的发展方向,正交反应设计提供了有效途径.本文简要介绍正交反应的概念、设计原理及在高分子材料先进制造中的应用,重点论述正交反应设计对于优化全息高分子材料加工工艺、提高折射率调制度和光栅衍射效率、降低雾度、抑制聚合反应引起的体积收缩、增加全息数据存储容量及构筑全息/发光双重图像功能新材料的重要性.为获得高性能多功能全息高分子材料,亟需发展更加丰富的正交反应体系.     

影像科学与光化学

<正>本刊刊登以下研究领域的创新成果:光化学、影像科学与技术、光电化学及光电子技术(包括光电转换及储存材料、电光材料、非线性光学材料、纳米材料、电致发光材料及器件)、信息科学及信息材料(包括遥感、信息存储和记录、图像信息处理、信息显示材料等)、光生物、光医学、环境光化学等。     

Organic charge-transfer complexes for STM-based thermochemical-hole-burning memory

Data storage using scanning probe microscopy (SPM) has attracted great attention because of its nanometer-scale storage capacity. We present an overview of the recent advances and representative achievements of SPM-based data storage from the viewpoints of recording techniques including electrical bistability, photoelectrochemical conversion, field-induced charge storage, atomic manipulation or deposition, local oxidation, magneto-optical or magnetic recording, thermally induced physical deformation or phase change, and so forth. Among new SPM-based data storage schemes, a thermochemical-hole-burning (THB) technique was developed in our group. This review also summarizes our recent achievements in design and synthesis of organic charge-transfer (CT) complexes towards thermochemical-hole-burning memory, the correlation between hole-burning performances and physicochemical properties of CT complexes, the STM tip design and its effects on the hole-burning performance, as well as studies on the data storage mechanism.     

高密度可录光盘存储材料:金属卟啉配合物*

金属卟啉配合物在400-650 nm波段具有优良的光学性质,是一类新型高密度可录光盘存储介质材料.本文在总结近年来最新研究成果的基础上,阐述了金属卟啉配合物的结构特点、合成方法和作为高密度可录光盘存储介质的作用机理,讨论了影响卟啉配合物性质和光存储性能的主要因素,并对未来的发展趋势作了展望.     

Materials for Optical Data Storage

The outstanding feature of materials research in the eighties has been the convergence of basic research and practical application, leading to ever shorter cycles of innovation. This is especially true of materials which form the basis of key technologies. The mass storage units of the next generations of computers will be based on optical processes having a storage density which exceeds that of all hitherto known storage techniques that are practicable from the technical standpoint. In view of the fact that since 1982 read-only memories in the form of compact discs (CD-ROM) have become very successful in the field of audio electronics, research and development are now concentrated on materials for write-once (WORM) and erasable (EDRAW) storage systems. Suitable materials for optical data storage are substances in which data markings can be recorded and deleted respectively using semiconductor lasers. Materials development is centered on the synthesis of infrared-absorbing dyes for WORM memories and the production of rare earth/transition metal alloys for magneto-optical data recording. An introduction to CD-ROM technology will be followed by an overview of the state of development of the most important storage materials which are currently available commercially, and then the properties of these materials will be discussed with reference to selected examples.     

sp2碳连接的二维高分子：在原子分子尺度下的观察与研究

二维聚合物在光电催化、能量存储和气体存储与分离等领域具有重要的应用潜力。其中,基于sp~2杂化碳(C_(sp~2))连接的二维聚合物具有独特的电学性质与化学性质。通过扫描隧道显微镜(STM)技术可以在Au(111)、Ag(111)、Cu(111)、Ru(111)、HOPG等晶格表面上进行原子尺度的精确聚合,这为构建C_(sp~2)相连的二维聚合物提供了有效的新策略。STM技术具有高分辨率能力,可用于表面二维聚合物的结构表征以及内在的光电磁性质的研究。本文将介绍基于STM技术对C_(sp~2)-C_(sp~2)连接的二维聚合物进行观察与研究的新进展。     

Side-chain liquid crystalline polyesters for optical information storage

Azobenzene side-chain liquid crystalline polyester structures suitable for permanent optical storage are described. The synthesis and characterization of the polyesters together with differential scanning calorimetry and X-ray investigations are discussed. Optical anisotropic investigations and holographic storage in one particular polyester are described in detail and polarized Fourier transform infrared spectroscopic data complementing the optical data are presented. Optical and atomic force microscope investigations point to a laser-induced aggregation as responsible for permanent optical storage.     

聚合物光盘基板材料的研究进展

光盘是一种以非接触方式记录/再现信息的信息记录介质,主要由基板、记录层和保护层组成。其中,基板材料所用的光学塑料是光盘生产的主要原材料,对光盘的性能和成本构成至关重要。本文综述了聚合物光盘基板材料的研究现状及其发展趋势。光盘基板材料主要包括传统的聚碳酸酯（PC）,聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、环氧树脂以及近年发展起来的非晶环烯烃聚合物。研制具有较低的双折射、吸湿性、固化成型收缩率以及较高的存储密度和存储寿命的光盘基板材料是聚合物光盘基板材料的一个重要研究领域。     

KARI酶及其抑制剂

酮醇酸还原异构酶(Keto-Acid Reducto－Isomerase, KARI或称作乙酰羟基酸异构还原酶, Aceto-Hydroxyacid Isomero-Reductase, AHIR)是植物、微生物中的支链氨基酸生物合成途径中第二步的关键性酶。由于哺乳动物和人体内并不存在这种酶,因此靶向KARI酶的抑制剂具有安全、高效等特点,成为农用除草剂以及医药抗真菌药物的一个引人注目的研究方向。本文综述了KARI的酶学,KARI抑制剂及其抑制机理和理论研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

Metal ion doped polymers as media for optical memories

Polymer materials are making an impact on optical storage technology to develop high information density and fast access type memories with a high read-out efficiency. The principle and advantages of three-dimensional (3-D) data storage in the form of interference patterns (holograms) have been outlined. Three different information storage materials have been developed by doping metal ions such as Cr(VI) and Fe(III) in water-soluble polymers, namely poly(vinyl alcohol) (PVA) and poly(acrylic acid) (PAA), which need no further thermal or chemical treatment. Volume transmission holograms have been recorded in dichromated poly(vinyl alcohol) (DCPVA), ferric chloride doped poly(vinyl alcohol) (FePVA) and dichromated poly(acrylic acid) (DCPAA), with and without an electron donor (dimethyl formamide), and xanthene dyes (fluorescein, eosin Y and Rose Bengal). Different parameters influencing the holographic performance have been optimized to achieve a high real-time diffraction efficiency (～70%). An electron transfer process from the polymer matrix to Cr(VI)/Fe(III), leading to the photocrosslinking of the polymer in the form of an interference pattern, has been suggested as the mechanism of information storage (hologram recording) in these materials.     

TiO_2包覆Co_9S_8的制备及其电化学储氢性能

目前,寻找新型能源成为解决能源和环境问题的关键,氢能以其高效能、无污染等优点成为研究重点。其中,开发具有高储氢量和优异循环稳定性的新材料是利用氢能的重要研究方向。近些年,Co_9S_8凭借其优良的电化学储氢性能和较高的储氢容量成为目前研究热点,但其抗粉化性能仍有待于进一步提高。本文采用溶胶凝胶法和煅烧法得到了不同质量分数TiO_2包覆Co_9S_8的电极材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试系统分析包覆材料组成与性能,研究不同质量分数的TiO_2对材料电化学储氢性能的影响。结果表明,当TiO_2质量分数为3%时,产物的储氢性能和循环稳定性最好,最大储氢容量(质量分数)为2.03%,且经过30次充放电后,其放电容量仍能保持在60%。