无机晶体中光存储色心的研究

无机晶体中光存储色心的研究

余华[1]2002年在《无机晶体中光存储色心的研究》文中研究说明随着信息网络化的发展,人们要求各个领域的信息均以数字化的形式存在,以方便信息的处理、传输和存储。在医疗领域,医院中科室的信息网络化势在必行,医院网络化的瓶颈在于放射科的胶片图像无法数字化,无法进行传输。数字化影像仪(CR)正是解决了这一难题得到了医疗人士的普遍认可。因而数字化影像技术的发展成为当前一个时期内国际医疗系统技术革新中重点的重点。CR是利用其核心部分影像板(IP)利用电子空穴对的形式将影像存储于IP板的光存储发光材料BaFBr∶Eu~(2+)中,然后通过光激励释光的方法检测出来。但是BaFBr∶Eu~(2+)的激励波长恰好落在笨重昂贵的YAG倍频或使用不便的He-Ne激光器波长范围内,随着半导体激光器的发展,出现的小巧价廉的半导体激光器,如果用半导体激光器取代气体激光器或需要水冷的固体激光器作为激励光源,那么CR仪的成本和体积都将大幅度下降,但是价廉小巧的半导体激光器的波长在650nm或更长,这就对IP板提出了更高的要求,即光存储发光材料BaFBr∶Eu~(2+)要通过一定的手段使激励波长红移至650nm或更长。国际上通常采用的方法是改变基质的组份使之禁带宽度变窄来实现这一目的,这一方法虽然有效地使激励波长发生红移,但也使材料的综合性质降低,如何能够既不改变机制的组分使之保持综合性能上的优势,同时又能使激励波长发生红移且保持较高的发光强度?本论文则是利用掺杂金属离子的方法组构缔合型色心的手段实现了这一改变,并且对于缔合型色心的结构及其性质进行了系统而深入的研究,研究中的创新点如下:一、在不改变基质组分,保持BaFBr∶Eu~(2+)基质在综合性能优势的前提下,创造性的提出了掺入金属离子形成缔合型色心的方法促使BaFBr∶Eu~(2+)的光激励波长红移并保持较高的发光强度。实验中通过巧妙选择掺入金属离子化合物和对其合成工艺的探索制备出几种在发光强度上达到或超过实用水平,并能使用小巧价廉的半导体激光器作为激励光源的缔合色心型发光材料BaFBr∶Eu~(2+),某些化合物已经申报专利。该类材料的研制成功在实用上使CR仪摆脱了采用笨重、使用不变的气体激光器的历史,降低了CR仪的成本与体积。由于没有改变基质BaFBr∶Eu~(2+)的组分,保持其在综合性能优势,故同时也简化了IP板的制作工艺。二、首次通过理论分析找出缔合型色心在光激励发光与热激励发光中的内在联系,得出缔合型色心是由受掺杂离子微扰的F(Br~-)心所形成的。并且通过热激励发光的分析,找出了合成工艺的差异对缔合色心型光存储发光材料BaFBr∶Eu~(2+)制备影响的本质。叁、首次在拉曼光谱中观测到了缔合型色心中掺杂金属离子在高频移区出现的高频局域振动峰。首次提出了拉曼散射因子K的概念,对这一现象予以解释。这对于解释基质材料中掺杂离子的拉曼光谱性质有着普遍的理论意义。四、分析提出了不同缔合型色心的结构模型,利用拉曼光谱和电子顺磁共振谱对缔合色心中掺杂离子与F(Br~-)心各自的性质、相对位置、影响关系等做了系统表征,验证了所提出缔合型色心结构模型的正确性,首次在ESR谱中观测到新结构的产生并将其归属为O_(Br~-)心产生的信号。首次提出在缔合色心型光存储发光材料BaFBr∶Eu~(2+)中O_(Br~-)心是一种有效的空穴陷阱。

马宇平[2]2005年在《燃烧合成法制备碱土金属卤化物的研究》文中指出BaFBr:Eu2+具有优良的光激励发光性能,是IP(Imaging Plate)当前最理想的涂覆材料,广泛的应用于医疗的数字化影像仪(CR)和工业无损探伤中。BaFBr:Eu2+的传统制备方法是高温固相法,这种方法发展至今工艺已经非常成熟,但同时也存在着一些明显的不足,如:耗时耗能,产物颗粒粗大等问题,针对这些问题,本论文相应的提出了利用燃烧合成法这种新的制备方法来制备BaFBr:Eu2+的新课题,通过实验研究,利用燃烧合成法最终制备出具有较高性能的BaFBr:Eu2+材料。通过制备方法的研究、燃烧合成工艺的研究和燃烧合成制备的BaFBr:Eu2+材料性质的研究,系统详细地探讨了制备方法、工艺参数、基质组成、元素比例及其发光性能等内容。并且利用XRD,电子显微镜,分光光度计等实验方法,研究了发光材料合成、晶相结构、光谱特征等性质。实验结果显示,利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应制备材料的燃烧合成法,是一种节能、快速、高效的方法,与传统的高温固相法相比,用这种方法制备BaFBr:Eu2+具有如下优点:1.不需预球磨,反应物是溶在水中的,可以使其混合充分且均匀。2.反应时间短,反应在几分钟之内就可以完成。3.烧成温度低,在500-700度下就可以完成。4.产品纯度高,生成的晶相单一,反应转化率接近100%。5.不需要还原气氛,反映过程放出大量还原性气体,形成自发的还原气氛。6.产物颗粒小,产物蓬松,易于研磨,颗粒可以达到几μm.燃烧合成法自出现以后,在合成领域取得了很大成就,在焊接熔铸方面也有很大发展,它实现了难熔金属之间的合成,而且在制备长余辉材料方面也得到应用,但当前应用这种合成方法通常是制备氧化物和含氧酸盐,对于制备BaFBr:Eu2+这种不含氧的无机化合物还是个空白,本课题针对这个空白进行了较深入的探索和实验研究。在制备过程中,通过对产物进行加F复烧的后处理过程巧妙的解决了F元素易挥发、难掺入的制备障碍,同时大幅度的提高了产物的光激励发光强度;在对产物颗粒尺寸研究的基础上,又首次实现了产物颗粒尺寸的可控性,通过对尿素用量、反应空间、复烧过程这叁个因素进行控制,实现了在不损失发光性能的前提下对产物颗粒尺寸的控制。此外,本文还在自制IP板的性能测试和发光动力学计算等方面做了一些工作,对IP板的线性范围和饱和点等参数进行测量,和日本产的IP板进行比较,以达到优化CR的设计的目的。并且利用动力学方程进行相应的计算,进一步在理论上对测量结果进行了验证。

王涛[3]2009年在《射频反应磁控溅射制备氮化铜纳米薄膜及其场发射性能研究》文中认为Cu_3N薄膜是近几年来研究的热点材料之一,在室温下相当稳定并且热分解温度较低,分解后生成的铜膜与分解前的氮化铜膜在红外及可见光区的反射率差别非常大,有望成为光存储器件中光存储介质的备选材料,与现有的一次性光存储碲基无机相变材料相比,它还具有无毒、廉价的优点。此外,Cu_3N薄膜还可用作在Si片上沉积金属Cu线的缓冲层、低磁阻隧道结的障碍层、自组装材料的模板等。到目前为止,Cu_3N薄膜的物理及化学性质仍然不是很清楚,大多数研究工作仍处于制备层次上,不同的制备工艺对Cu_3N薄膜性能的影响很大。国际上报道的有关Cu_3N薄膜的物理及化学性质并不一致。而国内有关Cu_3N薄膜的研究报道也很少,因此开展这方面的研究工作是非常必要的。到现在为止,很多方法都用来制备氮化铜薄膜,包括离子束辅助沉积、射频磁控反应溅射和溅射沉积等。目前使用最多的是具有高效性和简便性的射频磁控反应溅射方法。本论文利用射频磁控反应溅射方法制备了纳米Cu_3N薄膜,并对其结构和性质进行了研究,主要内容包括:1.研究了溅射气体中的氢气对薄膜生长行为的影响。不同H_2/N_2比例制备的氮化铜薄膜中都发生了氮化铜的优先生长。在0%H_2/N_2比例样品中观察到了氮化铜强的(100)特征峰,在2%-10%H_2/N_2比例的样品中,虽然膜中Cu/N相对比例明显随着H_2/N_2比例改变,但是即使在10%H_2/N_2比例情况下,膜的结构也仅仅显示了很小的改变。这表明薄膜沿择(100)晶向的择优生长取向不会随H_2/N_2比例的升高而发生明显的改变,溅射气体中的氢气对生长行为的影响是相当小的。2.研究了反应气体中H_2/N_2的比例对薄膜的晶格常数、电阻率、光学带隙等物理性质的影响。XRD分析表明,晶粒尺度在纳米量级,由于氢气的限制成核作用,晶粒大小随H_2/N_2比例增大而增大;氮化铜薄膜中氮含量随着H_2/N_2比例增大而减小,晶格常数随之减小;样品光学带隙随着H_2/N_2比例提高单调减小,证明H掺杂可以在一定范围内有效地调整Cu_3N薄膜的光学带隙;通过空气环境中的热重分析表明,随着H_2/N_2比例提高,薄膜中氮含量减小,导致氮化铜薄膜更倾向于在低温下热氧化,表现出差的稳定性,同时在分解过程中也表现出更大的样品增重;随着H_2/N_2比例提高,Cu_3N薄膜电阻率减小,这是由于随着氢气比例增加,薄膜中未发生Cu原子填隙到Cu_3N晶格的体心空位的现象,过量的Cu原子以无定形态形式沉积于晶界作为施主提供电子作为载流子从而降低了电阻系数,Cu_3N薄膜电阻率的可控性为其在微电子方面的应用拓宽了范围,有很好的应用前景。3.利用二极管结构场发射测试装置,对Cu/N比例为3.3:1的Cu_3N薄膜进行场发射测试,薄膜场发射电流很不稳定,且发射开启电场较高,发射电流较小。通过增加源气体中H_2含量,薄膜中铜含量增加至80.8 at.%,对该氮化铜薄膜进行场发射测试,发现场发射比较稳定,发射电流可以达到实际应用要求,但开启电场仍然较高。分析认为薄膜中铜含量的增加有助于提高氮化铜薄膜场发射性质。4.利用肖特基发射、SCLC效应、SCLC+PF效应的理论公式依次对氮化铜薄膜场发射数据进行拟合,其拟合相关系数都比较高,证明这些效应在氮化铜薄膜的场发射过程中都起到了一定的作用,我们所观察到的场发射Ⅰ-Ⅴ关系其实是各种传导机制与FN表面发射机制共同作用的结果。

刘海波[4]2015年在《近红外光激励长余辉荧光粉的光存储性能和机理研究》文中研究说明长余辉材料是一类非常重要并且有用的荧光材料。一些长余辉材料可以被太阳光激发,因而能在白天存储太阳光能量到夜间以发光的形式缓慢释放出所存储的能量,在弱光照明、安全指示等领域得到了广泛的应用。.有研究发现一些长余辉材料中也可观察到光激励长余辉现象。光激励长余辉发光是用较长波长的光来激发已被高能光子激发过的材料产生长余辉的现象。利用这种现象,可以进行文字和图像的记忆存储,使得长余辉材料的应用从弱光照明、安全指示等扩展到光信息存储和高能射线探测等领域。光激励长余辉材料与传统的光激励存储荧光材料的不同在于当光激励光消失时,后者的激发随之消失,而前者的发光仍以长余辉的形式存在。这一优势使得光激励长余辉材料在新型存储器件的制备、高能射线探测以及影像存储等方面取代传统的光激励发光材料成为可能。近年来关于新型长余辉发光材料的光激励发光性能研究逐渐成为研究热点。本论文采用高温固相反应法制备了绿色长余辉材料SrAl2O4:Eu2+, Dy3+(SED); SrAl2O4:Eu2+, Bi3+(SEB)与红色长余辉材料ZnGa2O4:Cr3+(ZGC)。系统分析了叁种长余辉材料的晶体结构和光学性能,着重讨论了叁种长余辉材料的光激励长余辉发光性能并采用导带复合发光能带模型对叁种长余辉材料的发光机理做出了解释。主要研究内容如下:1)采用高温固相法合成了SED绿色长余辉荧光粉。X射线衍射结果表明样品为单斜晶体。实验测得样品的激发峰位于360nm,源于晶体中Eu2+的4f7→4f65d能级跃迁。在紫外光辐照下样品发射明亮的绿光,发射峰位于515nm。余辉激发谱的测试结果表明样品的余辉激发峰位于430nm,与荧光光谱激发峰有明显的区别。余辉衰减曲线显示样品的余辉时间超过1h,余辉谱峰位于515nm处。热释光实验测得样品存在两个热释光峰,浅陷阱峰位于85℃处,深陷阱温度高于400℃。用热释光光谱测试被用来从微观上解释SED的光激励长余辉发光现象。光激励发光测试显示样品的光激励发光激发峰位于760nm处。样品存在非常明显的光激励发光现象。实验测试了样品的最佳信息写入与读出波长分别为430nm与760nm。2)采用高温固相法合成了SEB绿色长余辉荧光粉,研究了过渡金属Bi掺杂对样品余辉性能和光激励发光性能的影响。荧光光谱实验测试结果表明合成样品的激发光谱半峰宽为300~420nm,明显宽于SED样品。曲线在200~250nm区间出现了一个小的吸收峰,经验证与Bi3+掺杂有关。在SrAl2O4:Bi3+样品中测得了Bi3+在355nm处的发射峰。样品的余辉衰减曲线表明SEB样品存在绿色长余辉。热释光测试结果验证样品的长余辉性能,热释峰位于92℃。光激励发光测试结果显示SEB存在微弱的光激励发光现象,较之SED荧光的光激励发光现象明显减弱。这是由于晶体内部的Bi3+在晶体内部的紫外特征发射阻碍了导带电子被陷阱能级俘获的几率。3)采用高温固相法合成了近红外长余辉材料ZGC。X射线衍射结果表明样品为立方晶体。样品存在256 nm,300 nm,407 nm,545 nm四个激发峰,其中256 nm,300nm对应于Ga-O键之间的电荷迁移跃迁,407nm对应Cr3+的2A2→4T1能级跃迁,545nm对应Cr3+的2A2→4T2能级跃迁。发射峰位于687nm处,对应Cr+的2E→2A2能级跃迁。余辉性能测试表明样品余辉时间超过20min,余辉峰位于700nm左右对应于Cr3+的2E→2A2能级跃迁。热释光测试显示样品存在2个明显的热释峰分别位于134℃和254℃。可以用多峰高斯函数进行拟合,拟合结果显示出3个热释峰分别为123℃、161℃、254℃。光激励发光性能显示ZGC样品在激励光的作用下重新开始余辉衰减,表现出了很好的光激励长余辉现象。实验测得样品的最佳写入与读出波长分别为335nm和855nm。4)实验结果显示SED与ZGC有比较好的光激励发光性能。叁个样品的长余辉发光机理与光激励发光性能均可以用导带电子复合发光能带模型很好的进行解释。

东继莲[5]2005年在《制备工艺对光激励发光材料BaFCl:Eu~(2+)发光性能的影响》文中认为光激励发光材料作为一种新型的材料广泛应用在红外探测、成像、光存储、光学信息处理、辐射计量测定等方面。本论文首先对光激励发光材料的发展以及其结构特点做了简单介绍。对光激励发光材料的发光机理进行了总结与概括。着重描述了典型的光激励发光材料BaFCl:Eu2+在医疗影像版中的应用。制备工艺是获得良好发光材料的关键。本文以BaCl2·2H2O,BaF2,Eu2O3为原料,以NH4Cl作为助熔剂,采用高温固相扩散的方法制备了BaFCl:Eu.并用X射线衍射的方法对产物进行了分析,证明了所得物质即为所需的产物。并通过改变助熔剂NH4Cl的配比、激活剂Eu离子的参杂比例、合成温度、烧结气氛、二次烧结、烧结状态和盛装容器等七个方面的实验条件,做了一系列实验,通过比较样品的发光性能发现它们的发光特性随条件的不同而有一定差异,从而得出了如下结论:在5%-7.5%的助熔剂NH4Cl配比下,激活剂Eu离子的参杂比例为0.004-0.006,烧结温度为750~900℃时,样品的发光强度最好。通过不同反应气氛的比较得知Eu3+的存在对Eu2+的发光起促进作用,二次烧结对增强样品的发光强度有利,用压片法制备的样品的发光性能优于直接粉末制备的方法,用石英材料盛装原料是较好的选择,并且对得出的结论进行了理论分析。

闫小磊[6]2011年在《Eu~(2+),Mn~(2+)共掺杂12CaO·7Al_2O_3电子俘获材料的光激励发光及光存储机理研究》文中提出本文利用化学共沉淀法制备了电子俘获光存储材料Eu~(2+), Mn~(2+)掺杂的12CaO·7Al_2O_3(C12A7)样品,即C12A7: Eu~(2+)、C12A7: Eu~(2+), Mn~(2+)等粉体。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)表征了样品的微结构;并用激发和发射光谱、余辉衰减曲线、热释发光和光激励发光等测试方法系统地研究了样品的光学性质。XRD结果表明我们已经制得具有笼腔结构的单相C12A7粉末,并且Eu, Mn可能掺入到晶格当中。电子扫描电镜观察到合成的C12A7: Eu~(2+)和C12A7: Eu~(2+), Mn~(2+)粉末的粒径大小为500-600 nm。利用330 nm波长紫外光激发C12A7: Eu~(2+), Mn~(2+)粉末样品,观测到Eu~(2+)的4f~65d~1-4f~7(~8S_(7/2))的宽带蓝光发射(峰位444 nm),经过高斯拟合为位于441 nm和468 nm两个峰,对应于在两个不同格位的Eu~(2+)的发射。同时观察到568 nm附近呈现强度较弱的宽带绿光发射,来自于Mn~(2+)的~4T_2 (G)-~6A_1(S)跃迁发射。改变样品中Eu, Mn的掺杂浓度,没有看到二者之间的能量传递关系。通过分析C12A7: Eu~(2+)和C12A7 Eu~(2+), Mn~(2+)两个样品的余辉衰减曲线和光激励发光(PSL)特性,发现其余辉时间较短,但是具有明显的PSL现象。并且PSL同C12A7:Eu~(2+), Mn~(2+)粉末样品中Eu~(2+)的发射光谱的形状和峰位相同,这说明C12A7: Eu~(2+), Mn~(2+)的发射光谱与PSL谱具有相同的来源。Mn~(2+)离子的掺杂使得PSL强度提高大约8倍,说明引入Mn~(2+)后增加了浅陷阱和深陷阱的数量。通过测试样品的热释发光(TL)研究了电子陷阱的性质和存储机理,观测到掺杂Mn~(2+)离子样品位于359 K的热释发光峰强度明显增加,并且在高温处出现了新的440 K的热释发光峰。分析认为还原处理后的C12A7中,类F心作为电子陷阱(0.64 eV),而深陷阱(0.86 eV)的产生与Mn~(2+)离子有关。C12A7宽带隙氧化物材料,热稳定性好,具有多种阳离子格位,并且Ca,Al离子周围的晶体场会受到氧阴离子基团的调制,使得对称性较低,对于增强稀土离子发光是非常有利的;我们的实验结果表明稀土掺杂C12A7有望成为新一代可擦除的氧化物电子俘获光存储材料。

孟宪国[7]2008年在《BaFX:Eu~(2+)(X=Cl,Br)的光存储机理及一些应用问题的研究》文中认为为了更深入地了解电子俘获光存储材料的光学性质,进一步提高它们的光存储性能,我们在一些离子键晶体中研究了电子陷阱的形成和俘获机理,并对如何改进该类材料的光存储性能以满足进一步实用化的要求进行了探讨。其中着重讨论了BaFX:Eu~(2+)(X=Cl,Br)光激励发光材料电子俘获机理。以此为基础,针对过去对于这类材料的实用化研究报道中存在的两个亟待解决的问题,即:如何进一步提高材料的空间分辨率以提高存储屏的清晰度,如何进一步使得材料的激励波长红移以匹配常用的激光器(HeNe激光器甚至波长长于650nm的半导体激光器)的读出波长,进行了探讨。本文主要通过吸收光谱的方法,来考察铕掺杂碱土金属氟卤化物在光信息写入和读出过程中电子可能发生转移存储的途径和释放过程,及对光激励发光(PSL)有贡献的可能存在的空穴陷阱。通过对BaFCl:Eu~(2+)在紫外线辐照前后的吸收光谱的比较发现,在差吸收谱上出现了一系列的尖峰,恰好与Eu~(3+)的吸收相吻合,这表明,在光信息写入过程中,部分电子是通过导带转移进行的;BaFCl:Eu~(2+)的PSL衰减特性表明F(F)心的电子是遂穿进行的;通过改变F/Cl的比值,发现随Cl~-离子浓度的降低,F(F~-)和F_a心(F(Cl~-)心的聚集态)的吸收峰都向高能侧移动,而F(Cl~-),心的吸收峰位置则基本不变,表明F(Cl~-)心的电子可能是以导带转移为主。BaF_(1.05)Cl_(0.95):Eu~(2+)的差吸收谱中,在F心的高能侧出现了峰值分别位于270,315和378nm附近的叁个新的差吸收带,进一步的研究表明这几个吸收带应是对应空穴陷阱的吸收,峰值位于270nm处的差吸收带应归于H(F_2~-)心的吸收,378nm处的差吸收带可能应归于同Cl~-离子有关的空穴陷阱,315nm处的差吸收对应O_F~-心的吸收,为空穴陷阱的存在提供了实验上的证据。针对材料实用化存在的问题,我们采用高温固相反应法将BaFBr:Eu~(2+)微晶成功的嵌入了氧化物玻璃中;通过微乳液反应法合成了BaFBr:Eu~(2+)纳米颗粒,这两种方法为进一步提高材料的分辨率提供了一个合理的途径。此外,我们还通过改变材料体系,在MBrCl:Eu~(2+)(M=Sr,Ba)和BaBrCl:Ce~(3+)样品中观测到了光存储现象,其中BaBrCl:Eu~(2+)的发光是位于413nm的蓝光发射,读出光的相应范围为500—800nm的宽带,有望成为一类新型的光存储材料。

郑存雪[8]2016年在《二价稀土离子掺杂碱土金属氟卤化物一维纳米结构的构筑与表征》文中研究说明碱土金属氟卤化物MFX(M=Ca~(2+),Sr~(2+),Ba~(2+),X=Cl~-,Br-,I-)是一类良好的发光基质材料,BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)是优良的光激励发光材料,在光信号处理、光储存系统、X射线辐射增感屏等领域有广泛的应用。目前可以通过机械球磨法、高温固相法、水热与溶剂热法等方法制备出了不同形貌的BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)纳米材料,包括纳米颗粒、六角纳米片和方形纳米块等,却未见BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)纳米纤维的报道。由于静电纺丝技术其操作比较简单、样品重复性好,因此,用静电纺丝技术与双坩埚氟卤化相结合制备BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)纳米纤维是一个重要而有意义的研究。本论文中采用静电纺丝法以及双坩埚技术相结合构筑了BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)纳米纤维,通过XRD、SEM、TEM、荧光光谱等测试技术对所获得的样品进行了表征,结果表明,所制备的BaFX:Eu~(2+)(X=Cl,Br)纳米纤维均为四方晶相,而制备的BaBrCl:Eu~(2+)纳米纤维为正交相,纳米纤维分布均匀,纳米纤维直径为140-210 nm,并进一步研究了BaXY:Eu~(2+)(X,Y=F,Cl,Br)纳米纤维的发光性质。在275 nm的波长激发下,BaFCl:Eu~(2+)纳米纤维的发射峰位于387 nm的强峰和365 nm的弱峰分别对应于Eu~(2+)离子的4f65d→~8S_(7/2)和6P7/2→~8S_(7/2)能级跃迁,属于蓝光发射;而分别在280 nm和287 nm的波长激发下,BaFBr:Eu~(2+)和BaBrCl:Eu~(2+)纳米纤维的发射峰分别位于390 nm和402 nm归因于Eu~(2+)离子的4f65d→~8S_(7/2)能级跃迁,属于紫光发射。所获得的研究结果为低维稀土离子掺杂的碱土金属氟卤化物纳米纤维的发光性质的研究奠定了一定的基础。

秦炳[9]1974年在《光存储材料》文中指出前言计算技术是当代一门十分重要的新技术,目前计算机在各个领域里得到了广泛的应用,其根本的原因在于它能用电学的方法处理和存储大量的信息,随着科学技术的飞速发展,还要求有能够处理更多数据的存储器即大容量存储器。目前大多数的计算机中都采用磁性存储器——磁芯作内存(主存储器)和辅助的磁鼓、磁盘、磁带等,经过了若干年的努力,它们在存储密度、存取速度等方面都有了显着的提高。拿磁芯来说已建立了大规模生产的技术,价格也不断下降,但由于它是分立元件,费工,耗电多,估计今后还会有些发展,但要满足日益增长的要求,看来还是有限制的。60年代发展起来的半导体存储器,开始是采用的二极管矩阵比较笨重,至今由于采用了集成电路特别是

姜薇薇[10]2003年在《稀土掺杂硫化物光存储材料的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着激光和光存储技术的飞速发展,稀土掺杂硫化物光存储材料愈来愈引起人们的重视。其具有以下两个重要特性:1)光存储:能将光信号以陷阱电子形势长期稳定存储;2)红外上转换:室温下可将红外光转换为可见光。故人们又根据其特性称之为电子俘获型红外上转换及光存储材料(ETM—Electron Trapping Infrared Up-conversion and Optical Storage Materials)。作为一类新型的光存储材料,它在超高密、超高速光盘存储、影像存储、信息处理、光计算、红外探测、红外上转换成像、辐射剂量测定等方面具有重大的应用价值。 本文采用湿法制备前驱物、然后在还原气氛下利用稀土直接掺杂法制备了具有良好光存储性能的CaS:Eu,Sm、SrS:Eu,Sm及CaSrS:Eu,Sm光存储材料。系统地研究了一系列的工艺条件及参数,讨论了前驱物制备方法、材料合成方法、灼烧气氛、灼烧温度、灼烧时间、助熔剂种类及含量、稀土掺杂浓度及种类、基质成分对样品微观结构及光存储性能的影响,同时对样品的光存储机理作了一定程度的探讨。 对样品进行了X射线衍射分析(XRD)、激发光谱、发射光谱、光激励发光光谱、光激励发光衰减和热释光谱测定。结果表明样品(CaS:Eu,Sm、SrS:Eu,Sm及CaSrS:Eu,Sm)均为面心立方结构;激发光谱均在紫外区有一个激发峰,说明紫外光可作为信息写入光源,Cas:Eu,Sm在可见区还有一个峰值位于420mm的微弱激发峰,说明可见光也可作为它的写入光源;发光光谱均包括Sm~(3+)的叁组窄带发射;在580mW的980nm半导体激光器激发下样品的光激励发光光谱是峰值分别位于635nm、599nm和615nm的宽带谱,说明980nm的红外激光可以作为读出光,而读出信号的波长为615nm;光激励发光衰减均是由初始的快衰减和随后的慢衰减过程构成,这说明随着激励光照时间的增长,光激励发光强度减弱,读出信号强度也随之变弱;CaS:Eu,Sm的热释光谱峰值为420℃,而SrS:Eu,Sm及CaSrS:Eu,Sm在仪器量程范围内(20~500℃)均无热释光放热峰,说明样品具有深能级陷阱,电子不易跃出陷阱, 达到稳定存储的效果。改变稀土掺杂种类制备了 CaS:Ce石 和 CaS: Yb叁ffi样品,改变基质种类制备了k。Sfl.石:EU,Sffi(X—0.0二5、0.5,0.75。 l)、C印)45SF04*M0jS:EIJ,S*(M=Mg,BS)、MO:Elf,S*(M=CS,Z*)样品,发 现这些改变均对样品的光存储性能有显着影响。 稀土掺杂硫化物体系的制备及其光学性能的系统研究,不但为电子 俘获型光存储材料拓展了新的合成技术,也为进一步提高材料的性能及 其在不同领域的应用提供了依据。

参考文献:

[1]. 无机晶体中光存储色心的研究[D]. 余华. 天津理工大学. 2002

[2]. 燃烧合成法制备碱土金属卤化物的研究[D]. 马宇平. 天津理工大学. 2005

[3]. 射频反应磁控溅射制备氮化铜纳米薄膜及其场发射性能研究[D]. 王涛. 兰州大学. 2009

[4]. 近红外光激励长余辉荧光粉的光存储性能和机理研究[D]. 刘海波. 广东工业大学. 2015

[5]. 制备工艺对光激励发光材料BaFCl:Eu~(2+)发光性能的影响[D]. 东继莲. 天津大学. 2005

[6]. Eu~(2+),Mn~(2+)共掺杂12CaO·7Al_2O_3电子俘获材料的光激励发光及光存储机理研究[D]. 闫小磊. 东北师范大学. 2011

[7]. BaFX:Eu~(2+)(X=Cl,Br)的光存储机理及一些应用问题的研究[D]. 孟宪国. 北京交通大学. 2008

[8]. 二价稀土离子掺杂碱土金属氟卤化物一维纳米结构的构筑与表征[D]. 郑存雪. 长春理工大学. 2016

[9]. 光存储材料[J]. 秦炳. 无机材料学报. 1974

[10]. 稀土掺杂硫化物光存储材料的研究[D]. 姜薇薇. 长春理工大学. 2003

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无机晶体中光存储色心的研究
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