一种存储介质及其制备方法

文档序号:2787372
专利名称:一种存储介质及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种存储介质及其制备方法。
背景技术
目前,商品化的磁学存储技术和光学存储技术的存储单元是微米级,其存储密度在108bit/cm2左右。由于超顺磁效应的限制和光衍射效应的限制,它们的存储密度基本上达到了存储极限,在原有基础上的技术发展已经很难满足信息科技的迅猛发展的需求。近一、二十年来,新型的超高密度的信息存储方法和存储介质的研制一直受到人们的广泛关注,并仍在不断地研究。
上世纪八十年代,具有原子级分辨能力和纳米级加工能力的扫描探针显微镜(SPM) 主要包括扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的发明为实现全新的超高密度信息存储提供了契机。SPM信息存储技术就是将传统的存储方法与SPM相结合,将SPM的实空间高分辨特性转化为信息的超高密度存储,其基本原理是利用扫描探针在存储介质表面附近产生局域化的强电场,或施加一个局域化的机械作用力,或通过隧道电流(或场发射电流)向表面发射极微细的低能电子束,从而诱导材料表面发生的高度局域化的物理或化学变化,形成纳米尺度的信息点。SPM存储技术的最显著的优点是超大存储容量,可以实现纳米级乃至单个原子水平的信息存储,存储密度高达1010-1014bit/cm2(M.Cavallini,F.Biscarini,S.León,F.Zerbetto,G.Bottari,D.A.Leigh,Science 2003,299,531;H.M.Wu,Y.L.Song,S.X.Du,H.W.Liu,H.J.Gao,L.Jiang,D.B.Zhu,Adv.Mater.2003,15,1925;G.Binning,M.Despont,U.Drechsier,W.Haberie,M.Lutwyche,P.Vettiger,H.J.Mamin,B.W.Chui,T.W.Kenny,Appl.Phys.Lett.1999,74,1329)。
STM的显著特点之一是可以在针尖和基底之间获得高度局域化的电流束,电流流经基底时就会产生焦耳热效应,可引起基底的局域温度的升高(J.Nakamura,M.Miyamoto,S.Hosaka,H.Koyanagi,J.Appl.Phys.1995,77,779;D.Saluel,J.Daval,B.Béchevet,C.Germain,B.Valon,J.Magnet.Magnet.Mater.1999,193,488)。通常,电流焦耳热引起基底温度升高的程度严格依赖于输入电流的能量和基底材料固有的物理性质。对于大多数金属晶态基底材料而言,因为其热导率和电子平均自由程都足够大,由STM微细电流的焦耳热引起的基底材料的局域温度升高较小,相对于基底材料本身熔沸点而言可以忽略不计(Ph.Avouris,Acc.Chem.Res.1995,28,95)。因此难于在这类材料上利用STM电流热效应形成高密度的信息点阵。

发明内容
本发明的目的是提供一种信息存储密度高的存储介质及其制备方法。
本发明所提供的存储介质,是在电荷转移复合物上设有纳米尺度的信息孔阵,所述信息孔的直径为3-30nm;所述电荷转移复合物的电子受体为7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌或其衍生物,所述电荷转移复合物的电子给体选自四硫富瓦烯、四硫富瓦烯衍生物、有机铵、烷基取代的吗啉、烷基取代的吡啶、有机磷化合物或有机硫化合物。
其中,所述电荷转移复合物是按如下方法制备的将所述电子受体的乙腈溶液,在微沸状态下与所述电子给体的乙腈溶液混合,回流反应,然后在室温下静置,得到所述电荷转移复合物的晶体。更具体地,所述电荷转移复合物包括二甲铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二异丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丁铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基丁基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三甲铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基乙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基异丙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、四甲基乙基二铵-碘-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二(三乙烯基二铵)-三(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基三苯基鏻-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四乙基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吡啶-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四硫富瓦烯-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、或三甲基锍-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌。
本发明的存储介质可按照如下步骤进行制备将所述电荷转移复合物固定于扫描隧道显微镜上,启动所述扫描隧道显微镜的刻写模式,控制所述扫描隧道显微镜的针尖的运动,在所述电荷转移复合物和所述针尖之间施加电压脉冲,在所述电荷转移复合物上写入所述信息孔阵。
其中,扫描隧道显微镜的针尖材料常用为铂铱合金、碳纳米管、钨、金。所述电压脉冲的脉冲高度为3-10伏特,脉冲持续时间为100微秒-1毫秒。
本发明利用STM的电流热效应诱导含低沸点组分的二元或三元有机电荷转移复合物的存储介质发生局域热化学气化分解反应,在存储介质表面形成纳米级小孔而实现超高密度的信息写入。本发明方法有以下优点第一,本发明采用的热源是STM针尖发射的极微细的低能电子束,这不同于商品化的光盘写入所用的聚焦激光束。由于没有光衍射效应的制约,只要存储材料的热扩散率足够低,所获得的信息点尺寸可达到纳米级,理论上信息点尺寸可以达到分子级,目前信息点直径一般为30纳米以下,其中已获得的最小信息点仅为3纳米左右,若存储点之间的间距设定为3纳米,那么每平方厘米可以有约1013个存储点,即1013bit/cm2,存储密度远高于商品化的光盘。第二,由于电荷转移复合物的电阻远大于针尖材料,在进行信息存储过程中,同时流经针尖与电荷转移复合物的电流所产成的焦耳热主要耗散在电荷转移复合物中,而电荷转移复合物热分解温度一般约为200-300℃,远低于针尖材料的熔点,这样可以大大避免了针尖的受热形变,写入可靠性和稳定性高,可达100%。此外热分解后释放低沸点产物,从表面逃逸出来,所形成的信息孔洞的稳定性好;第三,所用到的存储材料可设计性强,可以通过对电荷转移复合物分子结构的设计和对电荷给体的沸点、给受体键合强度等参数的筛选,控制存储阈值的大小,优化材料的存储性能。


图1为本发明原理的示意图;图2为本发明实施例1存储介质DBA(TCNQ)2表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图3为本发明实施例2存储介质DMM(TCNQ)2表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图4为本发明实施例3存储介质TMA-TCNQ-I表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图5为本发明实施例4存储介质TetraBA(TCNQ)2表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图6为本发明实施例5存储介质TTF-TCNQ表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图7为本发明实施例6存储介质MTPP(TCNQ)2表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图8为本发明实施例7存储介质Me3S-TCNQ-I表面的STM成像及在其上进行信息存储的照片;图9为本发明实施例8利用碳纳米管STM针尖在存储介质TEA(TCNQ)2表面进行信息存储的照片。
具体实施例方式
本发明应用扫描隧道显微镜(STM)在电荷转移复合物上实现高密度信息存储的原理如图1所示,通过扫描隧道显微镜控制器3产生电压脉冲4,使STM针尖1与电荷转移复合物2之间产生电子束5,通过该电子束5的焦耳热效应诱导电荷转移复合物2发生局域热化学气化分解反应,低沸点分解产物6从电荷转移复合物2表面逸出,形成纳米尺度的小孔而实现信息的写入。
在本发明中所用到的有机电荷转移复合物具有一定的导电性和较低的热导率,热分解时能释放低沸点产物,具体地包括如下化合物(给体是离子,比如铵离子)(1)二甲铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称dimethylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DMA(TCNQ)2(2)二乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称diethylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DEA(TCNQ)2(3)二丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称dipropylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DPA(TCNQ)2(4)二异丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称di-iso-propylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DiPrA(TCNQ)2(5)二丁铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称dibutylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DBA(TCNQ)2(6)三乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称triethylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称TEA(TCNQ)2(7)二甲基丁基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)
英文名称dimethylbutylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DMBA(TCNQ)2(8)三甲铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌英文名称trimethylammonium 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane iodide,简称TMA-TCNQ-I(9)二甲基乙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌英文名称dimethylethylammonium 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane iodide,简称DMEA-TCNQ-I(10)二甲基异丙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌英文名称dimethyl-iso-propylammonium 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethaneiodide,简称DMiPrA-TCNQ-I(11)四甲基乙基二铵-碘-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N,N,N’,N’-tetramethylethylenediammoniumbis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane iodide,简称TMEDA(TCNQ)2I2(12)四甲基己基二铵-碘-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N,N,N’,N’-tetramethyl-1,6-hexanediammoniumbis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane iodide,简称TMHDA(TCNQ)2I2(13)二(三乙烯基二铵)-三(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称bis(triethylenediammonium)tris-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称TEDA2(TCNQ)3(14)甲基三苯基鏻-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称methyltriphenylphosphate bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称MTPP(TCNQ)2(15)四乙基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称tetraethylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称TetraEA(TCNQ)2(16)四丁基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称tetrabutylammonium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称TetraBA(TCNQ)2(17)甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-methylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称HMM(TCNQ)2
(18)乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-ethylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称HEM(TCNQ)2(19)二甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N,N-dimethylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称DMM(TCNQ)2(20)甲基乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-methyl-N-ethylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称MEM(TCNQ)2(21)甲基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-methyl-N-propylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称MPM(TCNQ)2(22)乙基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-ethyl-N-propylmorpholinium bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称EPM(TCNQ)2(23)乙基吡啶-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)英文名称N-ethylpyridine bis-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethanide,简称NEPy(TCNQ)2(24)四硫富瓦烯-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌英文名称tetrathiofulvalene-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane,简称TTF-TCNQ(25)三甲基锍-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌英文名称trimethylsulfonium 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane iodide,简称Me3S-TCNQ-I上述的电荷转移复合物均可以参考Melby的方法来制备(L.R.Melby,R.J.Harder,W.R.Hertler,W.Mahler,R.E.Benson,W.E.Mochel,J.Am.Chem.Soc.1962,84,3374),将电子受体7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌(TCNQ)的乙腈溶液,在微沸状态下与电子给体的乙腈溶液混合,回流数分钟,然后在室温下静置,经过滤分离即可得到晶体产品,在乙腈中进-步培养单晶,可得到片状或者块状的电荷转移复合物单晶。
以二丁铵-TCNQ DBA(TCNQ)2的制备为例在浓度为47%的氢碘酸溶液中逐滴滴加二丁胺,溶液pH值由强酸性逐渐变为弱酸性。缓慢加热挥发除去溶剂水,析出白色的二丁胺碘盐固体。将干燥的二丁胺碘盐和TCNQ按摩尔比为1∶2的量分别溶于乙腈中,加热至微沸,待二丁胺碘盐和TCNQ均完全溶解后,将两溶液混合,溶液迅速变成墨绿色。回流片刻,在室温下静置12小时,经过滤分离得到金属光泽的黑色晶体。在乙腈中进-步培养单晶,可得到有规则外形的片状晶体DBA(TCNQ)2。DBA(TCNQ)2典型晶体尺寸为5.0×2.0×0.5mm3,是-种在空气中稳定、具有一定导电性的电荷转移复合物,适于STM成像。
其他的电荷转移复合物的单晶可以参考二丁铵-TCNQ的制备过程得到。
这些电荷转移复合物有-定的导电性,可满足STM工作要求;具有较低的热导率,如三乙胺-TCNQ[TEA(TCNQ)2]在300K时的热导率约为0.4W m-1K-1,比金低约两个数量级;此外,有机电荷转移复合物材料还具有较小的电子平均自由程。有机电荷转移复合物较低的热导率和较小的电子平均自由程可以有效的限制STM电流加热区域,而减小存储点的尺寸。另外,有机电荷转移复合物分解温度较低,仅约200-300℃,分解时释放气态产物。这些性质使所用的有机电荷转移复合物能够有效地利用STM微小的电流热效应,在其上高可靠性地形成高密度的信息孔阵。
实施例1、在DBA(TCNQ)2单晶晶面上进行信息存储图2(a)是DBA(TCNQ)2单晶最大的晶面的STM形貌像。成像条件是偏压为0.1伏(样品为正),隧道电流强度为0.10纳安,扫速为1Hz,512×512采样。从图中可以观察到DBA(TCNQ)2单晶表面为层状结构,层与层之间台阶高大约1-2nm,分子级别平整的平台的宽度可以达到几个微米。图2(b)和图2(c)分别是晶面的较小范围的STM图像和高分辨STM图像。STM图像表明,DBA(TCNQ)2单晶的表面分子高度有序地排列,形成较大面积的单分子层。
将DBA(TCNQ)2单晶样品用导电胶固定在STM仪器(Nanoscope IIIA,DigitalInstruments,USA)的专用铁片上,其晶体最大的晶面与STM针尖垂直,所用STM针尖是商品的铂铱针尖(铂80%,铱20%)。使用Nanoscope IIIA本身所含的刻写模块,在DBA(TCNQ)2单晶与STM针尖之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。
图2(d)是在针尖和晶体之间施加一系列3V×300μs(样品为正极)的脉冲的信息写入结果。5×5纳米孔阵的孔径约为10nm,孔深约为2nm。写入成功率非常高,达到100%。如图2(e)所示,用8V×300μs的脉冲可以获得漂亮的大面积信息孔阵,孔径约为30nm,孔深约为5nm,孔间距为65nm,写入重复性和稳定性均非常好。如图2(f),在8V×300μs脉冲的写入条件下还可获得纳米尺度的“PKU”字母。
实施例2、在DMM(TCNQ)2(给体是甲基取代的吗啉离子)的单晶晶面上进行信息存储图3(a)是DMM(TCNQ)2单晶的ac晶面的STM形貌像。成像条件是偏压为0.1伏(样品为正),隧道电流强度为0.10纳安。图3(b)和(c)分别是ac晶面的STM高分辨图像和对应晶面的分子排列模型图。STM图像表明,表面分子高度有序地排列。
STM信息写入实验是在DMM(TCNQ)2单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图3(d)所示,用4V×300μs的脉冲可以获得了漂亮的大面积信息孔阵,孔径约为11.2nm,孔深约为2.3nm,写入可靠性非常好,达到100%;如图3(e),在5V×300μs写入条件下获得了纳米尺度的“PKU”字母。此外,信息孔阵的稳定性相当好,在室温和大气环境下,用0.1V×0.10nA的隧穿条件持续进行STM扫描成像,孔阵没有明显变化。
实施例3、在TMA-TCNQ-I(含碘的三元电荷转移复合物)单晶晶面上进行信息存储STM信息写入实验是在TMA-TCNQ-I单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图4所示,用5V×100μs的脉冲可以获得了漂亮的信息孔阵,孔径约为25nm,孔深约为7nm,写入可靠性非常好,达到100%。此外,信息孔阵的稳定性相当好,在室温和大气环境下,用0.1V×0.10nA的隧穿条件持续进行STM扫描成像,孔阵没有明显变化。
实施例4、在TetraBA(TCNQ)2(给体是季铵盐离子)单晶晶面上进行信息存储STM信息写入实验是在TetraBA(TCNQ)2单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图5所示,用4V×100μs的脉冲可以获得漂亮的信息孔阵,孔径约为13nm,孔深约为5nm,写入可靠性非常好,达到100%。此外,在室温和大气环境下,信息孔阵的稳定性相当好。
实施例5、在TTF-TCNQ单晶晶面上进行信息存储STM信息写入实验是在TTF-TCNQ单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图6所示,用5V×100μs的脉冲可以获得漂亮的大面积信息孔阵,孔径约为15nm,孔深约为8.4nm,写入可靠性非常好,达到100%。此外,在室温和大气环境下,信息孔阵的稳定性相当好。
实施例6、在MTPP(TCNQ)2单晶晶面上进行信息存储STM信息写入实验是在MTPP(TCNQ)2单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图7所示,用4V×200μs的脉冲可以获得信息孔阵,写入可靠性非常好,达到100%。此外,在室温和大气环境下,信息孔阵的稳定性相当好。
实施例7、在Me3S-TCNQ-I单晶晶面上进行信息存储STM信息写入实验是在Me3S-TCNQ-I单晶与STM针尖(商品铂铱针尖)之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图8所示,用3V×100μs的脉冲可以获得信息孔阵,写入可靠性非常好,达到100%。此外,在室温和大气环境下,信息孔阵的稳定性相当好。
实施例8、在TEA(TCNQ)2单晶晶面上进行信息存储STM成像和信息写入所用的针尖是单壁碳纳米管针尖,STM信息写入实验是在TEA(TCNQ)2单晶与STM碳纳米管针尖之间施加一定脉高和脉宽的电压脉冲,然后通过STM成像确认是否形成信息孔。如图9(a)所示,用6V×100μs的脉冲可以获得信息孔阵,写入可靠性非常好,达到100%,信息孔的直径约为9nm,深度约为10nm。如图9(b)所示,采用固定脉冲电压为5V,不同脉冲时间(140μs-980μs)的脉冲可以获得不同大小的信息孔,最小的信息孔仅约为3纳米,此时信息写入的脉冲条件为5.5V×140μs。
权利要求
1.一种存储介质,是在电荷转移复合物上设有纳米尺度的信息孔阵,所述信息孔的直径为3-30nm;所述电荷转移复合物的电子受体为7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌或其衍生物,所述电荷转移复合物的电子给体选自四硫富瓦烯、四硫富瓦烯衍生物、有机铵、烷基取代的吗啉、烷基取代的吡啶、有机磷化合物或有机硫化合物。
2.根据权利要求1所述的存储介质,其特征在于所述电荷转移复合物是按如下方法制备的将所述电子受体的乙腈溶液,在微沸状态下与所述电子给体的乙腈溶液混合,回流反应,然后在室温下静置,得到所述电荷转移复合物的晶体。
3.根据权利要求2所述的存储介质,其特征在于所述电荷转移复合物为二甲铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二异丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丁铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基丁基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三甲铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基乙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基异丙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、四甲基乙基二铵-碘-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二(三乙烯基二铵)-三(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基三苯基鏻-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四乙基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吡啶-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四硫富瓦烯-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、或三甲基锍-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌。
4.根据权利要求1或2或3所述的存储介质,其特征在于所述存储介质按照如下步骤进行制备将所述电荷转移复合物固定于扫描隧道显微镜上,启动所述扫描隧道显微镜的刻写模式,控制所述扫描隧道显微镜的针尖的运动,在所述电荷转移复合物和所述针尖之间施加电压脉冲,在所述电荷转移复合物上写入所述信息孔阵。
5.根据权利要求4所述的存储介质,其特征在于所述扫描隧道显微镜的针尖材料为铂铱合金、碳纳米管、钨、或金。
6.权利要求1所述存储介质的制备方法,将所述电荷转移复合物固定于扫描隧道显微镜上,启动所述扫描隧道显微镜的刻写模式,控制所述扫描隧道显微镜的针尖的运动,在所述电荷转移复合物和所述针尖之间施加电压脉冲,在所述电荷转移复合物上写入所述信息孔阵。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于所述电荷转移复合物是按如下方法制备的将所述电子受体的乙腈溶液,在微沸状态下与所述电子给体的乙腈溶液混合,回流数分钟,然后在室温下静置,经过滤分离即可得到所述电荷转移复合物的晶体。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于所述电荷转移复合物为二甲铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二异丙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二丁铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三乙铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基丁基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、三甲铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基乙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、二甲基异丙基铵-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、四甲基乙基二铵-碘-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二(三乙烯基二铵)-三(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基三苯基鏻-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四乙基铵-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、二甲基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基乙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、甲基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基丙基吗啉-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、乙基吡啶-二(7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌)、四硫富瓦烯-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌、或三甲基锍-碘-7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌。
9.根据权利要求6-8任一所述的制备方法,其特征在于所述扫描隧道显微镜的针尖材料为铂铱合金、碳纳米管、钨、或金。
10.根据权利要求6-8任一所述的制备方法,其特征在于所述电压脉冲的脉冲高度为3-10伏特,脉冲持续时间为100微秒-1毫秒。
全文摘要
本发明公开了一种存储介质及其制备方法。本发明所提供的存储介质,是在电荷转移复合物上设有纳米尺度的信息孔阵,所述信息孔的直径为3-30nm;所述电荷转移复合物的电子受体为7,7,8,8-四氰基对亚甲基苯醌或其衍生物,所述电荷转移复合物的电子给体选自四硫富瓦烯、四硫富瓦烯衍生物、有机铵、烷基取代的吗啉、烷基取代的吡啶、有机磷化合物或有机硫化合物。按如下过程进行制备将电荷转移复合物固定于扫描隧道显微镜上,启动扫描隧道显微镜的刻写模式,控制扫描隧道显微镜的针尖的运动,在电荷转移复合物和针尖之间施加电压脉冲,在电荷转移复合物上写入信息孔阵。本发明的存储介质具有存储密度高,稳定性好等优点。
文档编号G03G5/047GK1797572SQ20041010347
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者刘忠范, 陈海峰, 彭海琳, 于学春, 冉纯博, 雷晓钧 申请人:北京大学
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