Ferroelectric and Luminescence Modulation in Eu3+-doped Bi4Ti3O12 Thin Films for Information Encoding Applications

FU Jianhai ,  

LI Qiqing ,  

JIA Yuping ,  

LONG Fei ,  

GAN Dechao ,  

WANG Wang ,  

CHEN Haoran ,  

CHANG Yulei ,  

摘要

أكسيد الحديد الفلزي Bi4Ti3O12 (BIT) لديه هيكل طبقي فريد من نوعه وأداء كهربائي ممتاز، حيث يمكن أن يحدث تشوه في بنية البلورة تحت تأثير الحقل الكهربائي الخارجي. تجذب المقتسرون النادرة مع BIT بشغف بسبب حساسية حدة الضوء إلى التغير في تماثل البلورة، مما يوفر إمكانية تعديل شدة الضوء المنبعثة من المقتسد النادر من خلال تطبيق حقل كهربائي خارجي. ومع ذلك، فإن تحقيق أداء مثلى للضوء والكهرباء له متطلبات أعلى بالنسبة لنوع وتراكيز مقتسد النادر، مما يشكل تحديا كبيرا في هذا المجال البحثي. تم تحضير طبقية رقيقة Ferroelectric Bi4Ti3O12 ذات تركيزات Eu3+ مختلفة باستخدام طريقة السول-جيل في هذا البحث وتمت دراسة خصائصها الفيزيائية الكهربائية والضوئية بشكل نظامي. عند تركيز منخفض Eu3+ (x ≤ 0.5)، زاد أداء الكهرباء الفلزي بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، تم تحقيق تحكم ديناميكي وقابل للعكس في شدة الإضاءة الناتجة عن أغشية BIT∶xEu المضادة للضوء واستعدتها، من خلال تطبيق حقل كهربائي خارجي عند x=0.3. علاوة على ذلك، تمكنا من تحطيم الإشعاع الضوئي ونجاحا في تصور الإشارة الرقمية المصممة الناتجة عن الإشعاع الضوئي في موجات الضوء المرئية، ونجحنا في ترميز المعلومات. هذه الاكتشافات توفر آفاقا ودعما تقنيا جديدة لتطبيقات تخزين المعلومات الضوئية وأجهزة المقاطعة الضوئية.

关键词

Bi4TI3O12;Eu3+ doping;ferroelectricity;sol-gel method;signal encoding

阅读全文