[发明专利]一种金属有机络合物及其制备

说明书

本发明属分子电子学材料技术领域，是一种金属和有机物的络合物及其制备。

近年来国际上出现一个新的学科，称为“分子电子学”。它有两方面的涵义：其一是用大分子、高聚物或生物材料来代替无机的半导体材料控制和处理电子和（或）光学信号，而且在制造器件之前就裁切有机材料的分子结构使之具有某种功能而不是象半导体那样在制成的材料上进行加工。其二是这些功能可以在分子或分子尺度的水平上发生，因此原则上可制成尺寸极小的器件以至集成度很高的电路或光路，希望最终成为电驱动或光电驱动的“分子计算机”。

由于最终目标具有如此巨大的吸引力，很多国家都耗费大量的人力物力来寻找合适的材料。然而迄今为止，这种努力尚未得到满意的结果。只有很少几种材料略略显示了它们的可能性，然而又由于各种缺点使它们不能付之实用。在这些材料中，金属和有机物TCNQ（7，7，8，8四氰基对醌基二甲烷）的络合物（以下简写为M-TCNQ）具有下列两种奇特的性质：

（1）它具有可逆的光致变色特性，即在适当的光照下，可以从深色变为浅色，而在另一种条件的光照、热辐射或电场的作用下，又可以返回深色（Potember，R.S.，Hoffman，R.C.and  Poehler，T.O.，Johns  Hopkins  APL  Technical  Digest，7（1986）129）

（2）它具有非线性的电学特性，即伏安特性曲线（I-V）不服从欧姆定律（Potember，R.S.，Poehler，T.O.，and  Cowan，D.O.，Appl.Phys.Lett.34（1979）405）。

第一种性质特别适宜于作为光信息存贮的可擦式光盘。大家知道，光盘的信息存贮密度可达到每平方厘米10⁷-10⁸比特，是现有磁盘的10-100倍。直径为12厘米的光盘可存入25万页的A4纸文件，或包括数千幅图在内的全套《大英百科全书》。但现在已有商品的磁光型光盘在“写入”和“擦除”时都需要同时加光照和磁场，因此设备比较复杂。其它研究得较多的型式如相变型光盘目前尚未达到商品水平。在研究中的光致变色光盘由于可在同一点上用不同波长的光作多重记录，因此预期在存贮密度方面尚可进一步提高。光致变色材料已研究过的有螺吡喃类和俘精酸酐类有机材料，但由于其可逆的光致变色过程所需要的条件不能（或不完全能）与目前的半导体激光器的波长相匹配，因此在应用上受到限制。只有M-TCNQ的可逆光致变色过程完全与目前的半导体激光器波长相匹配，所以是一种理想的光盘材料。为此世界各国竞相研究。目前除研究其微观机理外，宏观上主要是要求提高其写入和擦除的循环次数以及降低写入（记录）和擦除的光脉冲宽度（缩短作用时间）。根据国外文献报道（Hoshino，H.，Matsushita，S.and  Samura，H.，Japanese  J.Appl.Phys.25（1986）L  341.HOFFMAN，R.C.，and  Potember，R.S.，Appl.Optics  28（1989）1417.Opticle  Memory  News（1989）＃5，P.31.Kamitsos，E.I.and  Risen，W.M.，Solid  State  Comm.45（1983）165），到目前为止，最高水平是：循环次数为50次，写入时间（脉宽）为3-5微秒，擦除时间（脉宽）为30-50微秒。他们在制备M-TCNQ络合物薄膜过程中采用了M（金属）与TCNQ（有机物）的摩尔比都是1∶1，即M（TCNQ）。这种材料，循环次数少，写入和擦除时间太长，与实用有较远的距离。

本发明的目的提供一种既有良好的非线性光学特性，又有优良的光致变色特性，因而可大大提高作为光盘材料时的写入和擦除的循环次数、缩短写入和擦除时间的金属有机络合物及其制备。

本发明提出的金属有机络合物及其制备是对M（TCNQ）材料的一种发展。基本材料采用金属（M）为锂、钾、钠、铜、银、钡、铷的一种或几种。有机物为TCNQ（7，7，8，8四氰基对醌基二甲烷），制备时减少M（金属）的分子，使M（金属）与TCNQ（有机物）的摩尔比为（1-δ）∶1，其中，0.2≤δ≤0.5。记这种新材料为M_1-δ（TCNQ）。