[发明专利]一种光学存储材料及其制备方法

说明书

一种光学存储材料，包括结构为ABO₃结构的钙钛矿无铅铁电陶瓷材料，其特征在于：该无铅铁电陶瓷材料的化学式为Bi_0.495‑xNa_0.5TiO₃:0.005Ho‑xYb，其中0.005≤x≤0.05，通过在A位添加0.005摩尔含量的稀土元素Ho³⁺以及x摩尔含量的稀土元素Yb³⁺，进而实现材料的光存储。本发明还公开了上述光学存储材料的制备方法。与现有技术相比，本发明能实现光学存储，且存储信号稳定。

技术领域

本发明属于光学存储材料技术领域，具体涉及一种光学存储材料及其制备方法。

背景技术

光致变色材料，是指受到光源辐照后能够发生颜色变化的一类材料。传统的光致变色材料主要利用光辐照材料的结构发生改变，从而颜色发生改变，其包括无机光致变色材料和有机光致变色材料，其中无机光致变色材料主要有氧化钨、溴化物等，其没有荧光发光性能；有机光致变色材料虽然可以发光，但是热稳定性、抗腐蚀性较差。这些不足限制了它们的广泛应用。

传统的光学存储方法主要是在光致变色材料中加入稀土，稀土的发光材料在光辐照前后的发光强度会发生明显变化，这样的两种发光强度就可以作为信息存储的‘0’‘1’，从而可以作为光存储材料，如文献[J.Mater.Chem.C,2017,5,3838-3847]、[ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,7,4789-4794]等就是采用辐照前后光强的变化作为存储信号。而荧光绝对强度对材料的表面粗糙度，探测系统，光路等都非常敏感，这将导致存储信号非常不稳定。

ABO₃型结构的钙钛矿无铅铁电陶瓷如Na_0.5Bi_0.5TiO₃是一种物理化学性质非常稳定的无铅铁电材料，通常被认为是一种取代含铅PZT压电材料的潜在材料。Na_0.5Bi_0.5TiO₃在高温烧结的过程中Na、Bi离子挥发，会形成许多固有的点缺陷，例如氧空位、Na/Bi位空位、激子等，这些缺陷对材料的电学和荧光性能会产生很重要的影响。由于缺陷的存在，会在材料的导带和价带之间引入缺陷能级，从而使Na_0.5Bi_0.5TiO₃成为潜在的光致变色材料。利用Na_0.5Bi_0.5TiO₃的特性使其成为存储信号稳定的光存储材料具有一定的意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过将光致变色材料应用至光存储中，以提高存储信号稳定性的光学存储材料。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述光学存储材料的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种光学存储材料，包括结构为ABO₃结构的钙钛矿无铅铁电陶瓷材料，其特征在于：该无铅铁电陶瓷材料的化学式为Bi_0.495-xNa_0.5TiO₃:0.005Ho-xYb，其中0.005≤x≤0.05，通过在A位添加0.005摩尔含量的稀土元素Ho³⁺以及x摩尔含量的稀土元素Yb³⁺，进而实现材料的光存储。

进一步的，所述Bi_0.495-xNa_0.5TiO₃:0.005Ho-xYb材料在980nm波长激光激发下，产生可见的546纳米绿光，656纳米红光，以及不可见的757纳米近红外光。