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功能有机分子具有结构和电学性能可设计性强等诸多优势,在高密度电学信息存储以及电流变领域有很广泛的应用价值。为了发展性能更为优异的材料,本论文从分子设计角度出发开展了以下工作: 1.设计合成了具有电子给体和电子受体基团的三个有机分子,采用真空沉积技术在高定向裂解石墨(HOPG)表面制备了薄膜。材料具有光致变色行为,能够用做光存储材料;通过在扫描探针显微镜(STM)针尖和HOPG衬底之间施加电压脉冲,在样品薄膜上实现了纳米尺寸信息点的写入,信息点的平均直径分别为4nm、8nm和4nm,并且上述结果具有良好的重复性和稳定性。实验和理论分析表明,电场诱导的分子间电荷转移是信息点形成的原因。除了给受体的种类,分子的共平面性对材料的外场响应特性也有很大的影响。 2.为了实现可逆电学信息存储,设计合成了具有电子给体和电子受体基团的有机分子S4和S5。利用STM技术,在两个样品薄膜上实现了信息点写入、擦除和原位再次写入,结果具有良好的重复性和稳定性,即该分子能够被用做电学信息存储材料。另外对于分子S4,还通过光电共同调控,实现了可逆性好的宏观电学开关性质。实验和理论分析表明,具有合适的共轭性以及电荷稳定因素的材料有助于实现高开关比的可逆信息存储。对进一步设计可擦写的多功能高密度信息存储材料具有重要意义。 3.用β-环糊精(β-CD)、磺基水杨酸(H3A)和硝酸钇为原料,采用固相反应,合成了β-环糊精的包合物和相应的配合物。通过材料的元素分析、红外(IR)光谱和X-Ray粉末衍射(XRD)分析确定了材料的组成。研究了材料的组成和介电性质与材料电流变性能的关系。结果表明,包合物和配合物的形成都可以明显的提高主体β-CD的电流变性能,与配合物比较,β-CD与H3A的包合物有更高的电流变活性。材料的组成是影响材料电流变性能的重要因素。这为进一步设计具有性能优异的ER材料提供新思路。