信息记录材料

hv Cl Cl Cl Cl
（二）光化学反应的分类 1、光分解反应
Cl Cl Cl Cl
hv
H H Cl H HCl Cl Cl Cl HCl
2、光异构化反应 某些分子在光照下，发生顺、反几何结构 的变化，而分子组成不变，是一种光异构化反 应，它也是一种单分子反应过程，最普遍的类 型是乙烯型双键分子的顺、反异构化反应，
3、光加成反应 （1）双分子反应过程
M + hv → M* M* + N → (MN) * (MN) * → MN
（2）生成自由基的反应
H X H X X RCH CH 2 R C HCH 2 X R C HCH 2 X H X RCH 2 CH 2 X X
N A E 6.02 10 9.93 10
23
19
5.98 10 J
5
式中，NA为阿佛加德罗(Avogadro)常数。
I t I 0 10
或
c l
log( I 0 / I t ) c l
Ia=I0-It Ia=I0(1-10-εcl)
2.内部转换和系间窜跃 激发发生之后，，激发态有几种主要的去 激过程。其中一种是无辐射衰变过程，包括 内部转变和系间窜跃。 内部转变是指在 相同多重度的态之间 的无辐射跃迁，如单 线态—单线态的跃迁， 三线态—三线态的跃 迁。内部转变记为 IC(internalconversion)
（二）按材料内部转换模式分类 1.光敏记录材料
2.热敏记录材料
3.喷墨记录材料 4.磁记录材料 5.压敏记录材料 6.其他高密记录/存储系统 六、信息记录材料的应用
（二）基本原理 1.激发与去激 转动激发 转动能量 振动激发 振动激发态 电子激发 电子激发态。 一个分子具有许多电子态，其中之一是 基态，其它各电子态都称为电子激发态。 单线态，即全部电子都已配对。 一种是两个电子自旋成对的，称为激发 单线态，另一种是自旋不成对的，称为激发 三线态。
光的吸收是一个量子现象，即一个分子吸收 一个光于的能量而发生电子跃迁。所吸收的 光子，其能量E跟光的频率v成正比，表示为
E h
或
E hc / hc
式中，h为普朗克(Planck)常数，c为光速， λ为波长， 为波数。

如，波长为200nm的光子，其能量为
6.62 10 3 10 19 E hc / 9 . 93 10 J 9 200 10
8 34
而1mol光子的能量则为
1942年
油溶性成色剂
二、记录材料的发展历程
非银盐 银盐 光存储技术 非银盐 磁记录
三、感光科学发展史上的几件大事
1.特性曲线
D C F E
A
B
lgH
2.硫增感 3.葛尼—马特理论 4.金增感 5.T颗粒与双重结构颗粒
第一次高潮
1830年
1831年达盖尔发明了银版照相
1834年塔尔波特发明了相纸和负、正片体系，发 现了潜影及显影 第二次高潮 19世纪70年代
1871年麦道克斯发明了明胶干版
1873年沃格尔和德里费尔德发现了感光特性曲线
第三次高潮
20世纪30年代左右
1925年谢巴德发现硫增感
1938年葛尼—ห้องสมุดไป่ตู้马特理论出现
1936年柯兹洛夫斯基发明金增感
第四次高潮
20世纪80年代
T颗粒制备技术与双重结构微晶制备技术、 多重结构制备技术
* 光化学过程初级过程 M* N P P 产物
二、 光化学反应的类型 （一）有机分子的电子跃迁与激发态 有机分子的电子跃迁分类为σ(成键)、 σ*(反键)π、(成键)π*(反键)，以及n(孤对、非 键)轨道的跃迁。
可发生n→π*, 或π→π* 、n→σ*跃迁，分别到达 (n，π*)态、(π，π*)态、(n，σ*)态等激发态。
1、π→π*跃迁 单线态π→π*跃迁 (π→π*)s
产物
P
M * N P 光化学过程初级过程
产物
P+X→Y （热化学过程次级过程）
光化学反应和热化学反应的主要区别有： 1．光化学反应的引发主要是由于光的吸收；而 热化学反应则主要是热引发。 2．光化学反应是激发态分子的反应，而热化学 反应则是基态分子的反应。 3．由于吸收光子的结果，光化学反应中激发态 分子具有高的内能，因而对反应产物存在较大 的选择性，产生热力学优惠产物远比从基态分 子产生来得容易。 4．激发态分子反应的活化能一般较低，通常小 于30kJ．Mol-1(7kcal· mol-1)，因而光化学反应有 很大的速度，在各反应步骤之间很难达到热平 衡。其反应速度受温度影响远比热化学反应速 度受温度的影响要小。
5、光聚合反应 由于光的作用引起单体小分子聚合而成大 分子的反应称为光聚合反应。 [步骤一] 敏化剂(S)吸收300—700nm波长范围 的光辐射，转而使引发剂（Ｉ）形成激发态， 或引发剂有效地吸收光辐射而直接被激发： S +hv S* S* ＋I I*或I+hv I*
[步骤二] 被激发的引发剂分子分解成两个自 由基： Ｉ* Ｒ′·＋Ｒ″· 或Ｉ＋ＲＨ ＨＩ· +Ｒ· [步骤三] 一旦形成了引发自由基，单体小分子 (M)就通过放热的聚合反应而增长成大分子，如 下式： Ｒ· ＋ｎＭ ＲＭ· ＋（ｎ－１）Ｍ（引发作用）
AgBr Ag Br
hv
Ag Br Ag Br
hv
2


hv 2[ Fe3 (C2 O4 ) 3 ]3 2Fe 2 5C2 O4
2CO2
3F 2 2[ Fe(CN ) 6 ]3 Fe3 [ Fe(CN ) 6 ]2
信息记录 材料
第一章 绪论
第一节 信 息 记 录 技 术的发展
一、照相术的发展历程
1816年法国的尼普斯 进行历史上最早的照 相实验
1822年 1824年 经历8小时曝光 复制倒影
照下世界上第一张照片
1824年
提出“显影”这一概念
1837年法国达盖尔 1839年 由政府公开 于世
1834年英国塔尔波特
Franck—Condon原理指出，由于电子跃迁 是一个极为快速的过程，可以认为原子核间距 没有什么变化。因此，如果我们从基态势能曲 线的最低振动能级画一垂线，与激发态势能曲 线相交，这相交点表示到该振动能级的电子跃 迁的可能性为最大，至其他各振动能级的跃迁 虽也有可能，但可能性较小。
磷光的波长比荧光 更长 。 荧光过程是自旋允 许过程，而磷光过 程是自旋禁阻过程， 因而荧光过程的速 率常数要大得多。
ＲＭ· ＋(ｎ－１）Ｍ
ＲＭ２· ＋（n-2）Ｍ（增长）
ＲＭ２· ＋（ｎ－２）Ｍ
ＲＭ３· ＋（ｎ－３）Ｍ（增长）
ＲＭｍ· ＋（ｎ－ｍ）Ｍ（增长）
[步骤四] 当两个链通过偶合作用或由于歧化作 用而相互加氢和脱氢反应时，导致活性自由基 的消失，则链的增长终止。如下式： ２ＲＭｍ· ＲＭｍ· －ＭｍＲ（偶合） ＲＭｍ· ＋Ｒ′Ｈ ＲＭｍＨ＋Ｒ′·（链传递，Ｒ ′·为非活性自由基，迅速形成非活性产物而终止 反应）
（二）信息载体
1.能量载体
2.物性信息载体 光物性： 音物性： 电物性： 磁性： 热物性： 界面物性： 化学物性： 力学物性： 形态物性：
四、信息记录材料的性能 1.敏感性 2.可识别性 3.稳定性、可靠性 4.成本、操作性、污染程度等 五、信息记录材料的分类 （一）按记录信息的特点分类 1.非重复性记录技术 2.可重复性记录技术 3.显示技术
1847年
认识并利用曝光 后 生成潜影 “正—负”体系 原理一直沿用至今 蛋白法
1851年 1871年 1873年
珂罗版 明胶——溴化银 发现光谱增感
1861年 麦克斯韦 1869年 杜· 赫洛 1873年 海尔曼· 沃格尔
滤色片 彩色网格法 染料法
1907年 柏松
1921年
柱镜法
柯达彩色反转片
同样，在链增长阶段中，如有氧分子或其他抑制 剂的存在，使自由基消失而终止聚合反应； ＲＭｍ· ＋Ｏ２ Ｒ－Ｍｍ－Ｏ－Ｏ· （非活性的） 非活性产物
ＲＭｍ· ＋抑制剂
6、聚合物的光降解反应 7、聚合物的光交联反应
聚合物在光的照射下，或同时有交联剂、敏化剂参 加作用下，分子链间以共价键或配位键相结合，形 成网状三维结构的大分子，这类反应被称为聚合物 的光交联反应。
第三节
信息记录材料的基本性能及分类
一、信息及其表现形式 信息是消息中所给予收信者的新知识或 消息中包含的有意义的内容。
传递信息的载体就是描写与消息相对应的电 信号、光信号或数字信号。
模拟 信号 数字 二、信息转换及信息载体
（一）信息转换
原始信息 载体转换 能量吸收 材料内部转 换 后处理 记录信息
自身重排、分解
产物

第二节 信息记录技术的科学基础
一、光化学基本过程
（一）光化学反应 光化学第一定律(Grotthus-Drapper定律)指出：只 有被吸收的光才能导致光化学反应。 M + hv → M* (光的吸收，光物理过 程) 基态分子 光子 激发态分子
光化学反应的机理如下：
M
或
* 自身重排、分解
hv
CF3CH CH 2 HBr CF3CH 2 CH 2 Br
hv 敏化剂
3、光氧化反应
O2 hv * （1） M M MO2 * （2） M O2 MO2 4、光还原反应 光还原是指一个氢原子或一个电子对一个 分子的光加成反应。一个分子与氢的加成作用， 必然伴随着另一个分子的脱氢过程，因而又称 夺氢反应。
不同多重度的态之间的无辐射跃迁称为系 间窜跃。系间窜跃记为ISC(intersystem crossing)。
系间窜跃也是等能过程，紧接着也经由振 动弛豫到达低振动能态。 影响内部转变和系间窜跃过程速率的两个 主要因素：一是能隙大小，另一是自旋守恒。 Sm Sn或Tm Tn Sl S0
3.荧光和磷光
三线态π→π*跃迁 (π→π*)t
2、n→π*跃迁
3、分子内电荷转移跃迁 若电子给予体(D)和接受体(A)二者连在一个 π—电子体系上，其受激跃迁是几种不同的 单电子激发型式的复合，不能按一般的单电 子激发型式来考虑。 Porter把这类跃迁称为电荷转移跃迁(CT)。 以DRA(D，给予体；R，发色团；A，接受 体)代表的分子，激发时可能的单电子跃迁型 式包含： D+R-A D+RA- DR+A- DR· A