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    發(fā)展高密度、高性能的存儲材料和器件是信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)，其中，提高信息存儲的開關(guān)比對于提高存儲器件的性能具有重要意義。在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，中科院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室和新材料實(shí)驗(yàn)室的科研人員從材料的結(jié)構(gòu)性能關(guān)系出發(fā)，在已有研究基礎(chǔ)上，設(shè)計制備了一系列新型有機(jī)光電功能薄膜，對分子結(jié)構(gòu)與光電信息存儲性能的關(guān)系進(jìn)行了深入研究（Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 803-810；Adv. Mater. 2008, 20, 2888-2898），利用同一材料實(shí)現(xiàn)了光電雙重響應(yīng)的高密度信息存儲（Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 163309; Appl. Phys. Lett.2009, 95,183307），并通過光電協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、高開關(guān)比的信息存儲（J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8548-8552）。他們還應(yīng)World Scientific出版社邀請，出版了專著High Density Data Storage：Principle，Technology and Materials(World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2009)。

    同時，該課題組通過聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過噴涂（Macromol. Rapid Commun., 2009, 8, 598-603, Cover）、打印（J. Mater. Chem. 2009, 19, 5499-5502，Back cover）等方法簡便制備了大面積和圖案化的光子晶體，并發(fā)展了通過交聯(lián)提高光子晶體強(qiáng)度的通用方法 (Macromol. Rapid Commun. 2009, 7, 509-514, Back cover)，為光子晶體的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。他們進(jìn)一步發(fā)展了光子晶體在環(huán)境濕度（J. Mater. Chem. 2008, 18, 1116-1122, Cover) 、石油檢測 (Adv. Funct. Mater. 2008, 20, 3258-3264) 以及化學(xué)振蕩體系的實(shí)時監(jiān)控（Macromol. Rapid Commun. 2009, 20, 1719-1724, Cover）等方面的應(yīng)用。

    最近，他們結(jié)合信息存儲與光子晶體方面的研究基礎(chǔ)，將光子晶體引入到光存儲體系中，發(fā)展了一種簡單、有效的方法以提高光存儲體系的熒光開關(guān)比。在這個光存儲體系中，利用光子晶體帶隙對光子的調(diào)控作用，將其作為一種新型光信息存儲基底材料。利用二芳基乙烯和香豆素在光照條件下的分子間能量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)熒光的“開”和“關(guān)”狀態(tài)。通過優(yōu)化光子晶體的結(jié)構(gòu)控制其光子帶隙，可以使熒光信號提高40倍，熒光開關(guān)比提高了7倍。光子晶體體系的熒光存儲圖案質(zhì)量得到明顯提高。

    該研究結(jié)果表明，通過光子晶體的帶隙設(shè)計可以大大提高熒光分子體系的信號強(qiáng)度和開關(guān)比，對于發(fā)展高性能的光信息存儲及熒光檢測器件具有重要意義。該研究結(jié)果發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)材料》（Adv. Mater. 2010, 22, 1237–1241）上, 并被 Nature Publishing Group 的Asia Materials選為研究亮點(diǎn)報道。

圖1 二芳基乙烯/香豆素薄膜在光子晶體表面及存儲應(yīng)用的示意

圖2 (a) 存儲薄膜在優(yōu)化光子晶體和玻璃（插圖）表面上的熒光光譜的變化及在光子晶體表面存儲薄膜的熒光峰強(qiáng)度的可逆變化循環(huán) (b)；(c, d) 在玻璃和光子晶體表面的存儲薄膜經(jīng)掩膜在紫外光照射下形成的熒光信息存儲圖案。