放大百万倍的显微图片清晰地将一个常人难以想象的微观世界展现在人们面前:纳米级的有机薄膜材料上,一个个直径仅有0.6纳米的信息存储点犹如兵马俑一样井然有序、整齐划一……不久前,内地科学家研出迄今世界上信息存储密度最高的有机材料,从而在超高密度信息存储研究上再创‘世界之最’,保持了从1996年起就?据的国际领先地位。
一纳米是十亿分之一米。0.6纳米的直径意味着信息存储的密度可达每平方厘米10的14次方比特(信息存储基本单位),其信息容量比现有光盘高100万倍。按照这一密度,可将美国国会图书馆的所有信息存放在一块方糖大的盘上。
超国外一个数量级
信息存储、传输和处理将是提高社会整体发展水平最重要的保障条件之一,也是世界各国高技术竞争的焦点之一。但即使是目前国际最好水平,信息存储点的直径也仅有6纳米,和内地相比落後了一个数量级。
电荷转移有机功能分子体系作介质
材料是超高密度信息存储的关键。中国科学院物理研究所高鸿钧研究员领导的研究小组,设计出有特色的电荷转移有机功能分子体系作为信息存储的介质,利用其电学双稳态的特性成功实现了超高密度信息存储,显示出在分子尺度上存储时具有稳定性、重性和可擦除性好的独特优点。研究小组将信息存储点的直径减小到1纳米左右,并可对信息点进行反覆擦除。
产业化尚需15年
‘这项技术要做到商品化、产业化还需要15年左右的时间。’高鸿钧说,‘我们仍将继续寻找更为合适的材料,像硅那样对电子技术产生革命性影响。’据悉,内地科学家的有关成果有望被用来进一步研究纳米器件。
1996年,这个研究小组得到了点径为1.3纳米的信息点阵,点与点之间的间距为1.5纳米左右,当时点径的国际最高水平也仅为10纳米。自那以後,这个小组就始终站在了国际最前沿。
研究历程
自从扫描隧道显微镜诞生以来,科学家就利用其纳米级局域的电场在不同的固体表面上进行原子的操纵和纳米加工。
起初的工作是在硅表面上实现的,他们在硅表面上提取、放置原子和加工沟槽,或者在固体表面上沉积金等材料,形成类似小土包的单元。其目的之一是为追求超高密度的信息存储。
但是,基於这种存储机理的超高密度信息,因存在稳定性的问题而前景渺茫。因此,人们继续探索新的存储机制,追求高稳定性、高存储密度和重复性。
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