CN109504382A - 一种深陷阱长余辉材料、其光存储方法、其制备方法及光盘 - Google Patents

一种深陷阱长余辉材料、其光存储方法、其制备方法及光盘 Download PDF

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梁瑞钊
李勇挺
郭成觉
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    • G—PHYSICS
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material

Abstract

本发明公开一种深陷阱长余辉材料，涉及发光材料领域，化学通式是Y3‑xCexAl5‑yGayMZO12，其中M为金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意一种或金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意组合，0<x≤0.8、0.1≤y≤4.9、0<z≤0.1。本发明还公开了深陷阱长余辉材料光存储方法、深陷阱长余辉材料制备方法及光盘。深陷阱长余辉材料用以实现多维度光存储，提高存储密度，增加存储容量。

Description

一种深陷阱长余辉材料、其光存储方法、其制备方法及光盘
技术领域
本发明涉及发光材料领域，具体涉及一种深陷阱长余辉材料、其光存储方法、其制备方法及光盘。
背景技术
光数据存储显示出大容量，长寿命和低能耗的优点，成为信息时代的重要数据存储技术。在过去的几十年中，从光盘，数字视频光盘到蓝光光盘的发展，存储容量得到了极大的提升。但是，由于二维空间分辨率的限制，对传统光学数据存储中存储密度的要求越来越高，海量数据存储面临巨大挑战。
长余辉发光彩料是先进光学材料家族中的一个特定成员，其表现出优异的光子存储能力，以及在去除激发源之后的连续发射。涉及长余辉发光材料的关键陷阱负责通过电荷载流子捕获和去捕获过程的光子存储和释放(发射)。陷阱深度与捕获的电荷载流子的激活能量一起确定了电荷载流子去捕获的可能性。众所周知的室温长余辉荧光粉(例如，SrAl2O4：Eu，Dy和ZnGa2O4：Cr)在中等深度(通常为0.5-0.8eV)中含有大量陷阱，在夜视安全、AC-发光二极管(AC-LED)和体内生物成像等方面具有远大前景。另一方面，含有过深陷阱的材料中的去除过程在室温下非常慢；因此，在上述应用中，它们通常被认为是无用的。然而，如果我们在常温下应用临时光子存储作为数据编码，并且在额外刺激下检测光子发射作为数据解码，则深陷阱持久发光材料因此可以应用于光学数据存储。由于释放的光子包含特定的光谱特性，光子存储和释放模式可以实现各种光谱信息的多维度复用，极大的增加了存储容量。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种深陷阱长余辉材料，用以实现多维度光存储，提高存储密度，增加存储容量。
一种深陷阱长余辉材料，化学通式是Y3-xCexAl5-yGayMZO12，其中M为金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意一种或金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意组合，0<x≤0.8、0.1≤y≤4.9、0<z≤0.1。
作为优选，所述深陷阱长余辉材料在蓝光激发下，发出以540纳米为中心，520-590纳米的宽带发射，发光呈黄绿色。
作为优选，所述深陷阱长余辉材料在切断蓝光激发后，能量存于深陷阱中，无法释放，故没有余辉。
作为优选，使用红外激光去激发深陷阱长余辉材料被蓝光照过的区域，使得深陷阱中能量释放出来，发出绿光余辉效果，而未用蓝光照过的区域则没有光信号。
需要特定的光源激发解析存入的信号，可以作为一种保密性存储材料。
本发明的第二个目的是提供一种深陷阱长余辉材料的光存储方法。
一种如上述的深陷阱长余辉材料的光存储方法，包括以下步骤：
1)使用蓝色激光照射材料写入信息；
2)使用红外激光照射材料读取信息。
作为优选，对材料加热或用红外激光长时间照射可擦除写入的信息。
作为优选，加热温度为150℃。
本发明的第三个目的是提供一种深陷阱长余辉材料的制备方法。
一种如上述的深陷阱长余辉材料的制备方法，采用高温固相法合成。
作为优选，在800℃下保温1小时，再在1550℃下保温4小时后获得。
本发明的第四个目的是提供一种光盘。
一种光盘，包括如上述的深陷阱长余辉材料制成。
本发明的有益效果是：
1.深陷阱长余辉材料代替原有的光存储的信息记录层，利用蓝色激光使深陷阱捕获电子储能写入信息，利用外加红外激光使深陷阱释放电子跃迁发光读取信息，达到利用光学存储信息的目的；
2.由于是深陷阱长余辉材料，其读取需要特定波长的激光器实现，可以提高信息存储的保密性；
3.深陷阱长余辉材料通过与其他不同颜色和发光强度的余辉材料配合，在红外激光下产生不同颜色、不同强度的余辉，使得可以实现多维度光存储，极大的提高了存储密度，提升存储容量；
4.深陷阱长余辉材料采用的是深陷阱存储能量为储存方式，写入时存储的能量可以通过加热或者激光的方式来释放，达到重复擦写的目的，这个相对于现在市面上的传统光学存储产品是一个很大的进步。
附图说明
图1为本发明实施例中深陷阱长余辉材料光存储方法的流程图。
图2为本发明实施例中深陷阱长余辉材料的XRD图，其中，x＝0.01，y＝3。
图3为本发明实施例中深陷阱长余辉材料的激发发射图，其中，x＝0.01，y＝3。
图4为本发明实施例中深陷阱长余辉材料的余辉发光图，其中，x＝0.01，y＝3。
图5为本发明实施例中深陷阱长余辉材料的深陷阱储能后用980激光器激发后的发光强度，其中，x＝0.01，y＝3。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明实施例提供一种深陷阱长余辉材料，化学通式是Y3-xCexAl5- yGayMZO12，其中M为金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意一种或金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意组合，0<x≤0.8、0.1≤y≤4.9、0<z≤0.1。
所述深陷阱长余辉材料在蓝光激发下，发出以540纳米为中心，520-590纳米的宽带发射，发光呈黄绿色。
所述深陷阱长余辉材料在切断蓝光激发后，能量存于深陷阱中，无法释放，故没有余辉。
使用红外激光去激发深陷阱长余辉材料被蓝光照过的区域，使得深陷阱中能量释放出来，发出绿光余辉效果，而未用蓝光照过的区域则没有光信号。
需要特定的光源激发解析存入的信号，可以作为一种保密性存储材料。
一种如上述的深陷阱长余辉材料的制备方法，采用高温固相法合成。
在800℃下保温1小时，再在1550℃下保温4小时后获得。
具体为：合成该材料的原材料为：Y2O3、CeO2、Al2O3、Ga2O3、MCO3(或MO)。先按照化学计量比称量原材料放在玛瑙研钵中混匀后，置于Al2O3坩埚中并放入高温炉中，在800℃高温下保温1小时，再在1550℃下保温4小时后，炉冷至室温取出研磨即得到了该深陷阱长余辉材料。
一种如上述的深陷阱长余辉材料的光存储方法，包括以下步骤：
1)使用405nm的蓝色激光照射材料写入信息；
2)使用980nm的红外激光照射材料读取信息。
对材料加热至150℃或用红外激光长时间照射可擦除写入的信息。
深陷阱长余辉材料由于需要特定的红外波长才能读取信息，可实现存储加密；通过与其他不同颜色和发光强度的余辉材料配合，在红外激光下产生不同颜色、不同强度的余辉，使得可以实现多维度光存储，极大的提高了存储密度，提升存储容量；而且采用的是深陷阱存储能量为储存方式，可通过加热方式来擦除记录的信息，实现重复擦写。
一种光盘，包括如上述的深陷阱长余辉材料制成。

Claims (10)

1.一种深陷阱长余辉材料，其特征在于，化学通式是Y3-xCexAl5-yGayMZO12，其中M为金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意一种或金属元素Li、Na、K、Mg、Ca中的任意组合，0<x≤0.8、0.1≤y≤4.9、0<z≤0.1。
2.根据权利要求1所述的深陷阱长余辉材料，其特征在于，所述深陷阱长余辉材料在蓝光激发下，发出以540纳米为中心，520-590纳米的宽带发射，发光呈黄绿色。
3.根据权利要求2所述的深陷阱长余辉材料，其特征在于，所述深陷阱长余辉材料在切断蓝光激发后，能量存于深陷阱中，无法释放，故没有余辉。
4.根据权利要求3所述的深陷阱长余辉材料，其特征在于，使用红外激光去激发深陷阱长余辉材料被蓝光照过的区域，使得深陷阱中能量释放出来，发出绿光余辉效果，而未用蓝光照过的区域则没有光信号。
5.一种如权利要求1所述的深陷阱长余辉材料的光存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)使用蓝色激光照射材料写入信息；
2)使用红外激光照射材料读取信息。
6.根据权利要求5所述的深陷阱长余辉材料的光存储方法，其特征在于，对材料加热或用红外激光长时间照射可擦除写入的信息。
7.根据权利要求6所述的深陷阱长余辉材料的光存储方法，其特征在于，加热温度为150℃。
8.一种如权利要求1所述的深陷阱长余辉材料的制备方法，其特征在于，采用高温固相法合成。
9.根据权利要求8所述的深陷阱长余辉材料的制备方法，其特征在于，在800℃下保温1小时，再在1550℃下保温4小时后获得。
10.一种光盘，其特征在于，包括如权利要求1所述的深陷阱长余辉材料制成。
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