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廈大解榮軍課題組AFM:麵向高容量光學信息存儲的深陷阱長餘輝發光材料

更新時間:2018-01-16  |  點擊率:2051

廈大解榮軍課題組AFM:麵向高容量光學信息存儲的深陷阱長餘輝發光材料

【引言】

長餘(yu) 輝發光材料是利用能量陷阱對入射光子的捕獲和緩慢再釋放而產(chan) 生持續發光的一類特殊光學功能材料,根據材料中陷阱密度和陷阱深度不同,其發光壽命從(cong) 數秒至數小時不等。基於(yu) 這種*的發光性能,室溫長餘(yu) 輝發光材料已被廣泛應用於(yu) 夜間指示照明及交流LED器件中,並成為(wei) 生物熒光標記和光學信息存儲(chu) 領域的研究熱點。與(yu) 室溫長餘(yu) 輝發光材料相比,深陷阱長餘(yu) 輝材料在室溫下載流子的釋放速度極慢。由於(yu) 具有在室溫下存儲(chu) 信息,在高溫或額外光激勵下釋放信息的雙重特性,深陷阱長餘(yu) 輝材料是一類理想的光學信息存儲(chu) 介質。並且,由於(yu) 信息讀取時的光子發射包含特定的光譜特征,結合波分複用和強度複用技術,以深陷阱長餘(yu) 輝發光材料為(wei) 存儲(chu) 介質有望研發出多信息維度的光學信息存儲(chu) 係統,解決(jue) 傳(chuan) 統二維光學信息存儲(chu) 介質(如光盤等)存儲(chu) 容量難以提升的困境。

 

 
【成果簡介】

 

 

 

 

 

 

近日,廈門大學解榮軍(jun) 課題組在新型光學信息存儲(chu) 材料方麵取得一定的研究進展。課題組莊逸熙博士等研究人員在Advanced Functional Materials上在線發表了題為(wei) “Optical data storage and multicolor emission readout in flexible films using deep-trap persistent luminescence materials”的文章。在該項工作中,研究團隊利用深陷阱長餘(yu) 輝發光材料對於(yu) 光子的吸收存儲(chu) 和選擇性再釋放的特性,采用激光刻錄技術演示了以深陷阱長餘(yu) 輝發光粉體(ti) 薄膜為(wei) 存儲(chu) 介質的高通量光學信息逐點寫(xie) 入-全域讀取/逐點讀取。研究團隊還成功實現了對讀取信號的發光顏色和發光強度的調控,這對於(yu) 研發新一代具有超高存儲(chu) 容量的多維光學信息存儲(chu) 係統具有重要意義(yi) 。除了以高溫熱激活進行信息讀取之外,研究團隊也演示了通過近紅外光束逐點掃描讀取薄膜中被寫(xie) 入的信息。逐點寫(xie) 入-逐點讀取的方式更易於(yu) 與(yu) 目前廣泛使用的光盤存儲(chu) 技術兼容。

(a) 熒光粉體(ti) 與(yu) 矽膠混合、成型並固化後獲得粉體(ti) 薄膜;

(b) 激光刻錄機寫(xie) 入預存儲(chu) 信息;

(c) 高溫熱激活讀取信息;

(d) 柔性薄膜應用於(yu) 曲麵;

(e) 近紅外光激勵讀取信息。

 

 
【小結】

 

 

 

 

 

 

本文報道了一種基於(yu) 深陷阱長餘(yu) 輝發光材料的新型光學信息存儲(chu) 及信息讀取方式。通過405 nm激光將信息逐點刻錄於(yu) 柔性粉體(ti) 薄膜上,由於(yu) 陷阱較深,所刻錄的信息在室溫被凍結;而通過加熱到較高溫度或者通過980 nm近紅外激光照射,可讀出預刻錄的信息。讀取過程伴隨光子的發射,發光的波長和強度可以通過成分和刻錄光強進行調控。

 

傳(chuan) 統的相變型或磁光型光學信息存儲(chu) 介質是基於(yu) 基板對入射光反射或偏振的差異而識別預存儲(chu) 信息。本文所報道的信息讀取方式是利用刻錄點對光子的選擇性釋放,由於(yu) 光子發射包含特定的光學信息,以深陷阱長餘(yu) 輝發光材料作為(wei) 存儲(chu) 介質有望研發出新一代具有超高存儲(chu) 容量的多維光學信息存儲(chu) 係統。

 

文獻鏈接: Optical data storage and multicolor emission readout in flexible films using deep-trap persistent luminescence materials (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201705769)

 

 

 
【相關工作鏈接】

 

 

 

 

 

 

與(yu) 上述工作相關(guan) 的另一項研究中,研究團隊係統報道了在長餘(yu) 輝發光材料體(ti) 係SrSi2O2N2:Ln2+,Ln3+中以稀土離子共摻雜的方式進行陷阱深度調控的思路,討論了不同陷阱深度對於(yu) 信息存儲(chu) 能力的影響。這項研究不僅(jin) 對於(yu) 設計不同陷阱深度的長餘(yu) 輝發光材料具有重要啟示意義(yi) ,而且展示了深陷阱長餘(yu) 輝發光材料在信息防偽(wei) 和新型顯示等新興(xing) 領域的應用潛力。該工作以“Trap depth engineering of SrSi2O2N2:Ln2+,Ln3+ (Ln2+ = Yb, Eu; Ln3+ = Dy, Ho, Er) persistent luminescence materials for information storage applications”為(wei) 題於(yu) 2017年12月26日在線發表在ACS Applied Materials & Interfaces上,論文*作者為(wei) 莊逸熙博士

 

文獻鏈接:Trap depth engineering of SrSi2O2N2:Ln2+,Ln3+ (Ln2+ = Yb, Eu; Ln3+ = Dy, Ho, Er) persistent luminescence materials for information storage applications (ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, DOI: 10.1021/acsami.7b17271)

 

此外,研究團隊2017年12月20日在ACS Applied Materials & Interfaces上在線發表了題為(wei) “Achieving multicolor long-lived luminescence in dye-encapsulated metal-organic frameworks and its application to anticounterfeiting stamps”的文章。該工作闡述了在金屬有機框架材料的周期性孔道中引入特定染料分子,通過主客體(ti) 之間的能量傳(chuan) 遞效應獲得多色室溫長壽命發光的新思路。多色室溫長壽命發光材料的製備對於(yu) 實現大容量信息存儲(chu) 和高等級信息防偽(wei) 具有重要價(jia) 值。該論文*作者為(wei) 課題組碩士研究生劉劍斌

 

文獻鏈接:Achieving multicolor long-lived luminescence in dye-encapsulated metal-organic frameworks and its application to anticounterfeiting stamps (ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, DOI: 10.1021/acsami.7b13486)

 

 

 

 
【成果簡介】

 

 

 

 

 

 

近日,廈門大學解榮軍(jun) 課題組在新型光學信息存儲(chu) 材料方麵取得一定的研究進展。課題組莊逸熙博士等研究人員在Advanced Functional Materials上在線發表了題為(wei) “Optical data storage and multicolor emission readout in flexible films using deep-trap persistent luminescence materials”的文章。在該項工作中,研究團隊利用深陷阱長餘(yu) 輝發光材料對於(yu) 光子的吸收存儲(chu) 和選擇性再釋放的特性,采用激光刻錄技術演示了以深陷阱長餘(yu) 輝發光粉體(ti) 薄膜為(wei) 存儲(chu) 介質的高通量光學信息逐點寫(xie) 入-全域讀取/逐點讀取。研究團隊還成功實現了對讀取信號的發光顏色和發光強度的調控,這對於(yu) 研發新一代具有超高存儲(chu) 容量的多維光學信息存儲(chu) 係統具有重要意義(yi) 。除了以高溫熱激活進行信息讀取之外,研究團隊也演示了通過近紅外光束逐點掃描讀取薄膜中被寫(xie) 入的信息。逐點寫(xie) 入-逐點讀取的方式更易於(yu) 與(yu) 目前廣泛使用的光盤存儲(chu) 技術兼容。

 

 
【圖文導讀】

 

 

 

 

 

 

熒光粉體(ti) 薄膜的製備及其在光學信息存儲(chu)

中的應用

(a) 熒光粉體(ti) 與(yu) 矽膠混合、成型並固化後獲得粉體(ti) 薄膜;

(b) 激光刻錄機寫(xie) 入預存儲(chu) 信息;

(c) 高溫熱激活讀取信息;

(d) 柔性薄膜應用於(yu) 曲麵;

(e) 近紅外光激勵讀取信息。