《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》發(fā)表我國(guó)納米信息材料研究新進(jìn)展

      具有穩(wěn)定、重復(fù)、可逆電導(dǎo)轉(zhuǎn)變的功能材料及其在信息存儲(chǔ)中的應(yīng)用是超高密度信息存儲(chǔ)研究的重要方向之一。在過(guò)去的十多年里，物理研究所的高鴻鈞研究組與化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的宋延林研究員和張德清研究員等一直在該研究方向進(jìn)行合作研究。他們追求具有優(yōu)良電學(xué)雙穩(wěn)特性和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的功能分子材料，通過(guò)對(duì)有機(jī)分子功能基團(tuán)的修飾，控制分子的結(jié)構(gòu)與物性。

      他們?cè)诨瘜W(xué)所進(jìn)行分子設(shè)計(jì)與合成，在物理所進(jìn)行納米薄膜材料制備、掃描探針顯微術(shù)(SPM)的納米存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的理論計(jì)算分析，取得了一系列研究成果。在過(guò)去五年里，他們?cè)凇断冗M(jìn)材料》和《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》上合作發(fā)表論文7篇，研究結(jié)果多次被國(guó)際科學(xué)媒體，如《自然?材料》等雜志報(bào)道。
  
      Rotaxane類(lèi)分子在溶液中可以發(fā)生可逆的分子構(gòu)型改變，并隨之引起分子電導(dǎo)轉(zhuǎn)變。但這類(lèi)分子在固體薄膜中能否實(shí)現(xiàn)類(lèi)似在溶液中的結(jié)構(gòu)與電導(dǎo)轉(zhuǎn)變是一個(gè)備受關(guān)注的問(wèn)題。2005年，高鴻鈞研究組與張德清研究組合作，首次報(bào)道了在一種H1 Rotaxane分子薄膜中的納米尺寸電導(dǎo)改變和在該類(lèi)薄膜上穩(wěn)定的超高密度信息存儲(chǔ)(《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》)。

      在此工作的基礎(chǔ)上，該合作研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步改進(jìn)了原有的Rotaxane分子結(jié)構(gòu)，追求更強(qiáng)的功能和實(shí)用性。他們成功地在H2 Rotaxane分子薄膜中實(shí)現(xiàn)可逆的電導(dǎo)變化和可擦除、穩(wěn)定、重復(fù)的近于單分子尺度的納米級(jí)存儲(chǔ)。發(fā)表該成果的雜志審稿人認(rèn)為，“作者提供了令人信服的證據(jù)，表明在通過(guò)改進(jìn)的Rotaxane分子薄膜中可以重復(fù)地寫(xiě)入和擦除納米尺寸的信息記錄點(diǎn)。其精彩之處是對(duì)Rotaxane分子核心結(jié)構(gòu)的小改變可以極大地影響分子功能”。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》上。

      同時(shí)，《自然?納米技術(shù)》進(jìn)行了題為Nanorecording: rewriting history的亮點(diǎn)報(bào)道。緊接著，該合作研究組在單個(gè)分子和亞分子的水平上研究了單個(gè)H2分子的結(jié)構(gòu)與電導(dǎo)轉(zhuǎn)變。他們將H2分子置于Au(111)基底上的一層分子膜上，直接發(fā)現(xiàn)了Rotaxane分子在外電場(chǎng)誘導(dǎo)下分子結(jié)構(gòu)和相應(yīng)電導(dǎo)的可逆變化。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期《先進(jìn)功能材料》上。
  

多易