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解荣军课题组在Advanced Functional Materials上发表高水平论文
发布时间: 2018-01-15
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近日,我院解荣军课题组在新型光学信息存储材料方面取得一定的研究进展。课题组青年教师庄逸熙带领的研究团队利用深陷阱长余辉发光材料对光子的吸收存储和选择性再释放特性,在柔性荧光粉体薄膜上首次实现了高密度光学信息的逐点写入-全域读取/逐点读取。该成果以“Optical data storage and multicolor emission readout in flexible films using deep-trap persistent luminescence materials”为题发表在Advanced Functional Materials上。论文第一作者为庄逸熙。

长余辉发光材料是基于能量陷阱对入射光子的捕获和缓慢再释放而产生持续发光的一类特殊光学功能材料,根据材料中陷阱密度和陷阱深度不同,其发光寿命从数秒至数小时不等。由于具备这种独特的发光性能,室温长余辉发光材料已被广泛应用于夜间指示照明及交流LED器件中,并成为生物荧光标记和光学信息存储领域的研究热点。

解荣军课题组在氮化物/氮氧化物荧光粉的研究基础上,开发了一系列具有深陷阱的氮氧化物基长余辉发光材料,以此制备出柔性荧光粉体薄膜,并利用激光刻录技术在粉体薄膜上演示了高通量的信息写入和信息读取。在该项研究中,研究团队成功实现了对读取信号的发光颜色(包括蓝、绿、黄、红,覆盖整个可见光区域,图1a-d)和发光强度(图1e)的调控,这对于研发新一代超高容量多维信息存储器件具有重要意义。

 

1. 基于高温热激活方式读取荧光粉体薄膜中被写入的图像信息。

(a-d) 调控发光颜色;(e) 调控信号强度;(f) 复合多色发光。

除了以高温热激活进行信息读取之外,研究团队也演示了通过近红外光束逐点扫描读取薄膜中被写入的信息(图2)。逐点写入-逐点读取的方式更易于与目前广泛使用的光盘存储技术兼容。

2. 基于近红外光激励方式逐点读取被写入的图像信息。

(a)被写入的原始图像;(b)逐点读取瞬间;(c-d)合并及处理逐点读取的信息;(e)近红外光释放被存储光子的模型图。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201705769/full

  

与上述工作相关的另一项研究中,研究团队系统报道了在长余辉发光材料体系SrSi2O2N2:Ln2+,Ln3+中以稀土离子共掺杂的方式进行陷阱深度调控的思路,讨论了不同陷阱深度对于信息存储能力的影响。这项研究不仅对于设计不同陷阱深度的长余辉发光材料具有重要启示意义,而且展示了深陷阱长余辉发光材料在信息防伪和新型显示等新兴领域的应用潜力。该工作以“Trap depth engineering of SrSi2O2N2:Ln2+,Ln3+ (Ln2+ = Yb, Eu; Ln3+ = Dy, Ho, Er) persistent luminescence materials for information storage applications”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。文章第一作者为庄逸熙。

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b17271

  

此外,研究团队在ACS Applied Materials & Interfaces上发表了题为“Achieving multicolor long-lived luminescence in dye-encapsulated metal-organic frameworks and its application to anticounterfeiting stamps”的文章。该工作阐述了在金属有机框架材料的周期性孔道中引入特定染料分子,通过主客体之间高效的能量传递效应获得多色室温长寿命发光的新思路。多色室温长寿命发光材料的制备对于实现大容量信息存储和高等级信息防伪具有重要价值。该论文第一作者为课题组硕士研究生刘剑斌。

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b13486

  

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