光致变色材料

光致各向异性用于光存储
谢谢！
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4.7
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衍射极限的存在，使得进一步提高数据存储密度 和容量必须寻求新技术
光存储技术发展面临的问题
存储材料：光学双稳态性 存储技术与器件：光热型存储，依赖激光加热产生 物理化学变化，速度受限制，所需功率高，不易实 现并行存储
光子型光存储的原理及类型
hv2
可逆过程，分子A、B均经过设计
光子型光存储的记录方式
斑点式 矢量式 阵列式 全息光栅式
用于光存储的光致变色材料
有机分子 1、良好的抗疲劳性 2、热稳定性 3、灵敏度高 4、能与商品化半导体激光器匹配使用 5、能实现非破坏性读出 6、溶解性好 7、呈色体和无色体吸收光谱没有重叠 生物分子：通常为光敏蛋白质
新型光存储原理、材料及应用
信息记录材料研究室 王艺飞
当前信息存储的类型及特点
磁：高密度、大容量，移动性差 电：速度快、体积小、移动性强，容量小、价位高 光：移动性好、速度容量适中、价格低廉 光存储技术将是未来高密度、大容量、高速度、可重 复使用信息存储的有力竞争者！
光存储技术面临的问题
特点：解决了光热型存储的问题，利用物质吸收光 子后电子能级跃迁、重新分布或化学键异构化等直 接作用，使记录介质产生物理或化学变化而实现存 储。 优点：相应速度快 存储密度高 存储方式多
光子存储的原理及类型

光谱烧孔光存储 电子俘获光存储 光折变光存储 光致变色光存储
Hale Waihona Puke Baidu
电子俘获光存储
基于光物理或光化学过程，当一种电荷 载体受到空间调制光强作用时，产生空 间电荷的不均匀分布，光诱导电荷分离 导致材料内部产生空间电荷电场分布， 改变其折射率，实现信息存储
光致变色光存储
物质受到一定的波长的光的作用，发生颜色变化， 再在另一种波长或热的作用下，又恢复到原来的颜 色，完成信息的存储 A hv1 B
常见材料： 螺环体系 俘精酸酐 二芳基乙烯 偶氮苯
双色光致变色材料双波长光存储
利用两种或多种光致变色材料可构成多层多色介质 光盘，盘上有两个或多个记录层，分别用相应波长 的激光激发每一层感光材料实现存储，并用相应激 光的波长读取信息
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光致各向异性用于光存储
光致变色材料在制备成膜时，分子在介质中随机排 列，其光学特性为各向同性材料，但当用线偏振的 激光激发材料的光致变色时，由于极化电场的特定 取向，使生成物分子也具有一定的空间取向，从而 在宏观上表现为光学特性的各向异性。
基于材料中的光诱导电子转移反应
Ec Ed*
Ket Ea* hv1 hvf1 hvf2 Et hv2 hv3 Ea
Ed为电子给体基态 ， 被写入光激发，一个 电子激发至激发态， 与电子受体联系，到 达受体激发态，在其 较低振动能级通过热 弛豫或荧光到达基态， 成为电子俘获，完成 信息记录。
Ed
光折变光存储
光盘 类型 CD 推出 年代 1983 激光波长 λ/nm 0.758 数值孔径 NA 0.45 λ/NA /um 1.74 直径/mm 120 单层容量 /GB 0.65
DVD
HD-DVD Blue-ray DISK
1995
2006 2006
0.650
0.405 0.85
0.6
0.65 0.85
1.08