CN104810031B - 用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法,属于光学信息存储材料制备领域，包括以下步骤：制备二氧化钛薄膜、配制PH值为8.5的单宁酸溶液、配制硝酸银溶液、制备附着有单宁酸的二氧化钛薄膜、水浴加热方法得到银/二氧化钛薄膜、对银/二氧化钛薄膜进行光谱测试与全息存储；本发明基于单宁酸作为还原剂，制备出银/二氧化钛薄膜材料。通过吸收光谱的检测，与传统制备方法相比，在短波处具有较强吸收，且吸收峰较窄，适合用于短波光的全息存储。通过观测全息光栅生长的动力学曲线，证明了采用本发明制备的银/二氧化钛薄膜材料实现了短波长蓝光的较为快速、高效率的全息存储。
Description
技术领域
本发明属于光学信息存储材料制备领域，特别是涉及用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法。
背景技术
光学信息存储作为继磁存储之后新兴起的重要信息存储技术，已成为现代信息社会中不可缺少的信息载体。光存储凭借其具有安全性、低成本、高效率等方面的优点，在信息存储领域占据着重要地位，其中全息数据存储因具有极快的传输速率和极高的存储密度，而被认为是光存储领域最有前途的发展方向之一。目前的全息存储主要朝着高密度、高传输量、大容量的方向发展,通过缩短写入光的波长可以减小存储等量信息所需的光斑面积，进而增大有限容积内的存储容量，提高存储密度。为了实现这一目标，就需要寻找一种在短波处具有良好吸收的材料作为光学全息存储介质。传统方法制备的银/二氧化钛薄膜材料在可见光区具有很宽的银纳米粒子的等离子体共振吸收谱带，棕褐色的薄膜可以被白光漂白，漂白的薄膜在紫外光下可以恢复棕褐色。在可见光范围内，任意波长的单色光照射银/二氧化钛材料时可引起这种薄膜的变色，并呈现与入射光相近的颜色。基于这些性质，银/二氧化钛材料可以作为全息存储的介质，但是为了实现高密度、大容量、高传输率的全息存储，存储材料必须在短波处具有非常强的吸收，并且希望吸收峰尽量集中在短波区，以实现短波光(405纳米蓝光)的高密度、大容量光存储。
综上所述在现有技术当中亟需要一种方法来解决银/二氧化钛薄膜材料在短波处吸收弱、吸收峰不集中的问题，以提高其全息存储的效率和速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供应用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法，用来实现短波光的高密度、大容量光存储。
用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法，其特征是：
包括如下步骤
步骤一、制备二氧化钛薄膜
将二氧化钛、松油醇、乙基纤维素、月桂酸按照1：6：0.3：0.1的摩尔比例与水混合配制成二氧化钛混合液，将二氧化钛混合液通过掩膜板用丝网印刷法在玻璃片上刮出二氧化钛薄膜，先将所得的二氧化钛薄膜在室温下静置5分钟，再放置在加热盘上加热8分钟，加热温度为135摄氏度，停止加热后待二氧化钛薄膜冷却至室温，然后将二氧化钛薄膜置于管式炉中，在温度为500摄氏度的条件下进行退火处理，经过退火处理后将二氧化钛薄膜取出置于室内冷却至室温，最终得到稳定无色透明、疏松多孔的二氧化钛薄膜；
步骤二、配制PH值为8.5的单宁酸溶液
在室温下，向39mL浓度为0.002mmol/L的单宁酸溶液中逐渐加入浓度为0.009mmol/L的碳酸钾溶液，配制成包含单宁酸溶液和碳酸钾溶液的混合液；通过PH计测定所述混合液的PH值，得到PH值为8.5的单宁酸溶液；
步骤三、配制硝酸银溶液
称取2.516g的硝酸银固体颗粒，将所述硝酸银固体颗粒溶入98ml纯水和2ml乙醇的混合液中；将溶有硝酸银固体颗粒的混合液置于磁力搅拌器上进行搅拌，搅拌均匀后，得到透明的硝酸银溶液；
步骤四、制备附着有单宁酸的二氧化钛薄膜
将步骤一中得到的二氧化钛薄膜浸没在步骤二中配制的单宁酸溶液中，在室温下浸泡3小时，浸泡结束后用镊子将附着有单宁酸的二氧化钛薄膜取出，将其进行气体吹干，得到附着有单宁酸的黄色透明的二氧化钛薄膜；
步骤五、水浴加热方法得到银/二氧化钛薄膜
将步骤四中得到的附着有单宁酸的二氧化钛薄膜浸没在经步骤三所配制的硝酸银溶液中，在30摄氏度的水浴中加热1小时，二氧化钛薄膜由黄色透明变为棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜，将所述棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜采用双层包裹置于黑暗条件下，避光保存，备用；
步骤六、对银/二氧化钛薄膜进行光谱测试与全息存储
a、用紫外-可见吸收光谱仪测试上述步骤中得到的银/二氧化钛薄膜的吸收光谱；
b、采用以上步骤中得到的银/二氧化钛薄膜为存储介质，进行405nm蓝光全息存储。
所述步骤二中当混合液的PH值为8.5时，混合液的颜色为棕黑色。
步骤五中所述双层包裹的内层为擦镜纸包裹，外层为锡纸包裹。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明基于单宁酸作为还原剂，制备出用于蓝光全息存储的存储材料银/二氧化钛薄膜。通过吸收光谱，验证了采用本发明的方法所制备的银/二氧化钛薄膜在短波处具有较强吸收，并且吸收峰较为集中在短波区域(405nm附近)。最后将此方法制备的银/二氧化钛薄膜用于蓝光全息存储，记录其动力学曲线。与传统方法制备的银/二氧化钛薄膜的蓝光全息动力学曲线对比，观察到全息存储速度提高，效率明显增长。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的吸收光谱图。
图3为本发明的光存储过程中的全息光栅生长的动力学曲线图。
具体实施方式
如图1所示，用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法,其特征是：
包括如下步骤
步骤一、制备二氧化钛薄膜
将二氧化钛、松油醇、乙基纤维素、月桂酸按照1：6：0.3：0.1的摩尔比例与水混合配制成二氧化钛混合液，将二氧化钛混合液通过掩膜板用丝网印刷法在玻璃片上刮出厚度均一，其厚度大约为2微米厚二氧化钛薄膜，先将所得的二氧化钛薄膜在室温下静置5分钟，再放置在加热盘上加热8分钟，加热温度为135摄氏度，停止加热后待二氧化钛薄膜冷却至室温，然后将二氧化钛薄膜置于管式炉中，在温度为500摄氏度的条件下进行退火处理，经过退火处理后将二氧化钛薄膜取出置于室内冷却至室温，最终得到稳定无色透明、疏松多孔的二氧化钛薄膜；
步骤二、配制PH值为8.5的单宁酸溶液
在室温下，向39mL浓度为0.002mmol/L的单宁酸溶液中逐渐加入浓度为0.009mmol/L的碳酸钾溶液，配制成包含单宁酸溶液和碳酸钾溶液的混合液；通过PH计测定混合液的PH值，调节PH值至8.5，溶液变成棕黑色，得到了PH值为8.5的单宁酸溶液；
步骤三、配制硝酸银溶液
称取2.516g的硝酸银固体颗粒，将所述硝酸银固体颗粒溶入98ml纯水和2ml乙醇的混合液中；将溶有硝酸银固体颗粒的混合液置于磁力搅拌器上进行搅拌，搅拌均匀后，得到透明的硝酸银溶液；
步骤四、制备附着有单宁酸的二氧化钛薄膜
将步骤一中得到的二氧化钛薄膜浸没在步骤二中配制的单宁酸溶液中，在室温下浸泡3小时，浸泡结束后用镊子将附着有单宁酸的二氧化钛薄膜取出，将其进行气体吹干，得到附着有单宁酸的黄色透明的二氧化钛薄膜；
步骤五、水浴加热方法得到银/二氧化钛薄膜
将步骤四中得到的附着有单宁酸的二氧化钛薄膜浸没在经步骤三所配制的硝酸银溶液中，在30摄氏度的水浴中加热1小时，二氧化钛薄膜由黄色透明变为棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜，将所述棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜采用双层包裹置于黑暗条件下，避光保存，备用；其中双层包裹的内层为擦镜纸包裹，外层为锡纸包裹；
步骤六、对银/二氧化钛薄膜进行光谱测试与全息存储
a、利用紫外-可见吸收光谱仪测试经上述步骤得到的银/二氧化钛薄膜的吸收光谱，观测到其在短波处有较大吸收，且吸收峰较传统紫外光还原方法制备的银/二氧化钛薄膜窄的多；具体请见图2，图2为测试本发明制备的银/二氧化钛薄膜的吸收光谱图。在该图像中，观测吸收曲线的形状及分布，验证本发明制备的银/二氧化钛薄膜材料在短波处具有较强的吸收。
b、采用以上步骤中得到的银/二氧化钛薄膜为存储介质，进行405nm蓝光的全息存储。如图3所示，图3为测试基于本发明制备的银/二氧化钛薄膜材料的蓝光全息存储中的光栅生长动力学曲线图。此曲线图证实了，此本发明提供的方法制备的银/二氧化钛薄膜材料适用于蓝光的较快速、高效的全息存储。
Claims (3)
1.用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一、制备二氧化钛薄膜；
将二氧化钛、松油醇、乙基纤维素、月桂酸按照1：6：0.3：0.1的摩尔比例与水混合配制成二氧化钛混合液，将二氧化钛混合液通过掩膜板用丝网印刷法在玻璃片上刮出二氧化钛薄膜，先将所得的二氧化钛薄膜在室温下静置5分钟，再放置在加热盘上加热8分钟，加热温度为135摄氏度，停止加热后待二氧化钛薄膜冷却至室温，然后将二氧化钛薄膜置于管式炉中，在温度为500摄氏度的条件下进行退火处理，经过退火处理后将二氧化钛薄膜取出置于室内冷却至室温，最终得到稳定无色透明、疏松多孔的二氧化钛薄膜；
步骤二、配制PH值为8.5的单宁酸溶液；
在室温下，向39mL浓度为0.002mmol/L的单宁酸溶液中逐渐加入浓度为0.009mmol/L的碳酸钾溶液，配制成包含单宁酸溶液和碳酸钾溶液的混合液；通过PH计测定所述混合液的PH值，得到PH值为8.5的单宁酸溶液；
步骤三、配制硝酸银溶液；
称取2.516g的硝酸银固体颗粒，将所述硝酸银固体颗粒溶入98ml纯水和2ml乙醇的混合液中；将溶有硝酸银固体颗粒的混合液置于磁力搅拌器上进行搅拌，搅拌均匀后，得到透明的硝酸银溶液；
步骤四、制备附着有单宁酸的二氧化钛薄膜；
将步骤一中得到的二氧化钛薄膜浸没在步骤二中配制的单宁酸溶液中，在室温下浸泡3小时，浸泡结束后用镊子将附着有单宁酸的二氧化钛薄膜取出，将其进行气体吹干，得到附着有单宁酸的黄色透明的二氧化钛薄膜；
步骤五、水浴加热方法得到银/二氧化钛薄膜；
将步骤四中得到的附着有单宁酸的二氧化钛薄膜浸没在经步骤三所配制的硝酸银溶液中，在30摄氏度的水浴中加热1小时，二氧化钛薄膜由黄色透明变为棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜，将所述棕色透明均匀的银/二氧化钛薄膜采用双层包裹置于黑暗条件下，避光保存，备用；
步骤六、对银/二氧化钛薄膜进行光谱测试与全息存储；
a、用紫外-可见吸收光谱仪测试上述步骤中得到的银/二氧化钛薄膜的吸收光谱；
b、采用以上步骤中得到的银/二氧化钛薄膜为存储介质，进行405nm蓝光全息存储。
2.根据权利要求1所述的用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法，其特征是：所述步骤二中当混合液的PH值为8.5时，混合液的颜色为棕黑色。
3.根据权利要求1所述的用于蓝光全息存储的银/二氧化钛薄膜材料的制备方法，其特征是：步骤五中所述双层包裹的内层为擦镜纸包裹，外层为锡纸包裹。
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Citations (3)
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| 单宁酸修饰金银粒子的可控制备及其AERS性质研究;曹艳珍;《中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）工程科学I辑》;20150115;全文 * |
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