[發(fā)明專利]一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤的制備方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112233702B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉益春;王一茜;王秀莉;李鑫;付申成;張昕彤
• 申請（專利權(quán)）人: 東北師范大學(xué)
• 主分類號: G11B7/0065
• 分類號: G11B7/0065;G11B7/08;G11B7/1353
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤的制備方法及應(yīng)用涉及信息存儲技術(shù)領(lǐng)域，解決了需要一種具有高信息存儲穩(wěn)定性、高衍射效率的存儲介質(zhì)的制備方法的問題，包括在光盤型的玻璃襯底上制備多孔二氧化鈦薄膜；浸在碳量子點溶液中使多孔二氧化鈦薄膜負載碳量子點，得到碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜；浸在硝酸銀溶液中并采用紫外燈輻照制備銀/碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜；采用提拉浸漬法附著一層水凝膠。本發(fā)明的制備方法方便可靠、成本低、適用于商業(yè)化大量生產(chǎn)，制備的光盤具有信息存儲高穩(wěn)定性、高效率、高均勻性的性能優(yōu)勢，這使全息光存儲在未來數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域脫穎而出成為可能，能夠很好地應(yīng)用于全息數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大數(shù)據(jù)時代信息存儲領(lǐng)域，尤其是全息光存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)的地位越發(fā)顯著，美國將數(shù)據(jù)稱為“未來的新石油”。在如此龐大的數(shù)據(jù)量中，有80％的數(shù)據(jù)都是人們不常使用的冷數(shù)據(jù)，因此海量冷數(shù)據(jù)的存儲尤為重要。包括磁存儲、光盤存儲在內(nèi)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲方式正面臨著能耗挑戰(zhàn)、安全挑戰(zhàn)、和存儲容量挑戰(zhàn)等諸多難題，這使全息光存儲迎來了新的發(fā)展機遇。全息光存儲是通過在光敏介質(zhì)中存儲物光和參考光的相干光場來進行信息存儲的，特殊的存儲方式使得其在高密度、低能耗、長期安全等方面具有顯著優(yōu)勢。而如何使全息光存儲進一步商業(yè)化，也就是如何讓全息光盤更好的實用化還面臨一些問題，比如全息光盤制備條件的便捷性和成熟化，較低的成本，光盤的穩(wěn)定性等。而解決這些問題的關(guān)鍵在于探索具有高穩(wěn)定性、可大面積制備、性價比更高的光敏介質(zhì)。

對于之前研究較多的金屬銀納米粒子與二氧化鈦半導(dǎo)體氧化物結(jié)合的體系，當(dāng)銀納米粒子與二氧化鈦復(fù)合后，銀納米粒子的等離激元共振吸收被展寬，從可見區(qū)到近紅外區(qū)均有比較強的吸收，使得Ag/TiO₂復(fù)合薄膜可以與多波長的光進行響應(yīng)。此外，由于銀納米粒子的形貌、尺寸在生長過程中的可調(diào)節(jié)性，使得其對不同偏振態(tài)的光有較高靈敏度。因此，在之前的研究中很好地實現(xiàn)了波長復(fù)用和偏振復(fù)用，進而提高了存儲密度，但是，該體系下由于吸收光譜過寬使得讀出光對信息的寫入具有破壞性，信息存儲穩(wěn)定性較差。

碳量子點具有易合成、制造成本低、無毒、高生物相容性和穩(wěn)定性等特點，以及優(yōu)異的上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光和光誘導(dǎo)電子/電荷轉(zhuǎn)移的光學(xué)性能，和等離子體表面增強的電學(xué)性能，這些優(yōu)勢使碳量子點在很多領(lǐng)域中有所應(yīng)用。在最新的研究中發(fā)現(xiàn)，碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜不僅具有雙向光致變色特性，還能夠改善信息存儲的穩(wěn)定性，但目前碳量子點/二氧化復(fù)合鈦薄膜還存在著信息存儲速度慢，衍射效率低的問題。因此，急需一種低制備成本的存儲介質(zhì)制備方法，以制備一種具有高信息存儲穩(wěn)定性、高衍射效率的存儲介質(zhì)，讓全息光盤存儲更好的實用化。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤的制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定性碳基全息光盤的制備方法，包括如下步驟：

S1、采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在光盤型玻璃襯底的表面上制備二氧化鈦薄膜，對二氧化鈦薄膜進行固化，再進行高溫退火處理，得到多孔二氧化鈦薄膜；

S2、將多孔二氧化鈦薄膜浸在碳量子點溶液中，使多孔二氧化鈦薄膜負載碳量子點，得到碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜；

S3、將碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜浸在硝酸銀溶液中并采用紫外燈輻照碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜，在碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜上沉積銀納米粒子，得到銀/碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜；

S4、采用提拉浸漬法在銀/碳量子點/二氧化鈦復(fù)合薄膜表面附著一層水凝膠，水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤制備完成。

一種水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤的制備方法所制備的水凝膠修飾的高穩(wěn)定碳基全息光盤。