[发明专利]一种光致变色室温磁性半导体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光致变色室温磁性半导体材料及其制备方法，所述的半导体材料为Bi₂WO₆半导体材料，其形貌为片层状结构，其片层厚为1～5nm。为铋源和钨酸盐在水热条件下，高分子表面活性剂对其调控得到。本发明的光致变色室温磁性半导体材料Bi₂WO₆半导体材料，形貌为片层状结构，片层为超薄纳米片，片层状结构有利于光照后电子在[Bi₂O₂]层和[WO₆]层之间的转移，从而产生自旋磁矩，从而表现出光诱导的磁性。在室温下具有光致变色性能，且光致变色速率快，照射5‑10min即可变色。

技术领域

本发明涉及一种光致变色室温磁性半导体材料及其制备方法，属于磁性材料领域。

背景技术

光致变色(Photochromism)是指材料发生了物理化学反应，从而导致其光学吸收带发生变化，即材料的颜色发生变化。光致变色现象涵盖了有机、无机、高分子以及生物等领域。光作为一种高效的清洁能源，能通过远程非接触模式进行调控，且快速精准，因而受到众多科研人员的广泛关注。光致变色纳米材料由于具有独特的光诱导反应和优越的光响应可逆性，可用作信息存储元件、光化学传感器、光致变色材料装饰和防护包装材料、自显影全息记录照相以及防伪材料，是化学和材料科学领域中的研究热点之一。

自旋电子学(Spintronics)，也称磁电子学。它利用电子的自旋和磁矩，使固体器件中除电荷输运外，还加入电子的自旋和磁矩。在过去的几十年中，自旋电子学引起了科学和工业界的广泛兴趣。传统上，具有大自旋极化和室温铁磁有序的铁磁半导体是构建实用自旋电子器件的基础。对于特定纳米尺度的自旋电子器件，超薄层状二维(2D)铁磁半导体在自旋电子器件方面的应用尤其令人感兴趣。然而，尽管人们已经研究了大量的二维铁磁半导体，但是它们大多缺乏大的自旋极化或者居里温度(Tc)较低，极大地影响了这类材料在实际电子领域中的应用。

近年来，科学家们致力于实现新材料在微型化、功能化、集成化和智能化等方面的需求，不再合成具有单一性质的材料。光诱导磁性材料是指吸收光后能够发生磁性改变的一种材料，这种磁性随光刺激发生变化(即所谓光磁效应)的化合物除具有一般光致变色物质的强光防护、光开关等功能外，还能在磁共振成像、光信息存储等方面发挥重要作用。这种兼具两种性质的材料比单一的光致变色材料、磁性材料覆盖面更宽，性能更加优异。它在材料科学，信息科学甚至生命科学领域中都有重大的理论研究价值和潜在的广阔应用前景。