[發(fā)明專利]基于光致變色的光存儲(chǔ)材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810794701.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN108840674B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田輝明;李凱旋;羅來慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/475
• 分類號(hào): C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 景豐強(qiáng)

一種基于光致變色的光存儲(chǔ)材料，包括結(jié)構(gòu)為ABO₃結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦無鉛鐵電陶瓷材料，其特征在于：該無鉛鐵電陶瓷材料的化學(xué)式為(1?x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃?xNa_0.5K_0.5NbO₃:0.002Er，其中0.02≤x≤0.12，通過在A位添加0.002摩爾含量的稀土元素Er³⁺，并且改變材料的Na_0.5Bi_0.5TiO₃和Na_0.5K_0.5NbO₃含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料的光存儲(chǔ)。本發(fā)明還公開了光存儲(chǔ)材料的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能通過電場(chǎng)、輻照及加熱對(duì)陶瓷材料的顏色及發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行可逆調(diào)控，以達(dá)到不同應(yīng)用的需求；且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、原料成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光存儲(chǔ)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光致變色的光存儲(chǔ)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

光致變色材料，是指受到光源輻照后能夠發(fā)生顏色變化的一類材料。傳統(tǒng)的光致變色材料包括傳統(tǒng)無機(jī)光致變色材料和傳統(tǒng)有機(jī)光致變色材料，其中傳統(tǒng)無機(jī)光致變色材料主要有氧化鎢、溴化物等，其沒有熒光發(fā)光性能；傳統(tǒng)有機(jī)光致變色材料雖然可以發(fā)光，但是熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性較差。這些不足大大限制了它們的廣泛應(yīng)用。

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電材料具有優(yōu)良的壓電、鐵電、介電等電學(xué)性能，在現(xiàn)代電子工業(yè)及光學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。且結(jié)構(gòu)為ABO₃型的鐵電材料在高溫?zé)Y(jié)過程中會(huì)形成許多固有的點(diǎn)缺陷，例如氧空位、A/B位空位、激子等，這些缺陷對(duì)材料的電學(xué)和熒光性能會(huì)產(chǎn)生很重要的影響，由于缺陷的存在，會(huì)在材料的導(dǎo)帶和價(jià)帶之間引入缺陷能級(jí)，從而有可能成為潛在的光致變色材料。但是在鐵電材料中，點(diǎn)缺陷的存在可能會(huì)影響材料的鐵電性質(zhì)，點(diǎn)缺陷同時(shí)還會(huì)對(duì)材料的原子擴(kuò)散、電導(dǎo)率、能帶結(jié)構(gòu)和磁性等產(chǎn)生影響。目前報(bào)道的鐵電體的光致色變可調(diào)材料主要有Na_0.5Bi_2.5Nb₂O₉(ACS Appl.Mater.Interfaces 2016,8,4789-4794)和Na_0.5K_0.5NbO₃(J.Mater.Chem.C,2017,8,1-22)，但是此類材料的光致變色僅能通過光源輻照來實(shí)現(xiàn)光致變色，并且鐵電性較弱，不適合作為鐵電存儲(chǔ)。

近年來用稀土元素?fù)诫s的無鉛鐵電材料來制備光存儲(chǔ)材料越來越多，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610018119.0的發(fā)明專利申請(qǐng)《熒光可控的光致變色鐵電材料及其制備方法》(申請(qǐng)公布號(hào)為CN105503186A)公開了一種熒光可控的光致變色鐵電材料及其制備方法，所述熒光可控的光致變色鐵電材料的化學(xué)通式為(Bi_0.5Na_0.5)_1-xSm_xBi₂Nb₂O₉，其中，x的取值范圍為0＜x≤0.15。該光致變色鐵電材料具有光致變色、光致發(fā)光和鐵電特性等多種功能特性。