Das ferroelektrische Oxid Bi4Ti3O12 (BIT) weist eine einzigartige schichtartige Perowskitstruktur und hervorragende ferroelektrische Eigenschaften auf. Seine kristalline Struktur kann unter Einwirkung eines externen elektrischen Feldes verzerrt werden. Die in BIT dotierten seltenen Erden-Ionen erregen viel Aufmerksamkeit aufgrund der Empfindlichkeit der Lichtintensität gegenüber der Veränderung der Kristallsymmetrie, was die Möglichkeit bietet, die Lichtintensität der seltenen Erden-Ionen durch Anwendung eines externen elektrischen Feldes zu regulieren. Allerdings stellen das gleichzeitige Erreichen hervorragender Lumineszenz- und ferroelektrischer Eigenschaften höhere Anforderungen an die Art und Konzentration der dotierten seltenen Erden-Ionen, was in diesem Forschungsbereich eine wichtige Herausforderung darstellt. In dieser Studie wurden durch die Sol-Gel-Methode dünnfilme ferroelektrischer Bi4Ti3O12 mit unterschiedlichen Eu3+-Dotierungskonzentrationen (BIT∶ xEu) hergestellt und ihre ferroelektrischen und lumineszenten Eigenschaften systematisch untersucht. Bei niedrigen Eu3+-Dotierungskonzentrationen (x ≤ 0,5) verbesserten sich die ferroelektrischen Eigenschaften der dünnfilme erheblich. Bei x=0,3 wurde die dynamische und reversible Steuerung der photoinduzierten Lumineszenzintensität der BIT∶xEu-Dünnschichten unter Anwendung eines externen elektrischen Feldes erreicht. Darüber hinaus gelang es, durch Steuerung der Lumineszenzemission das entworfene digitale Signal in die sichtbare Lichtemission zu übertragen und die Information zu kodieren. Diese Erkenntnisse bieten neue Perspektiven und technische Unterstützung für Anwendungen im Bereich der optischen Informations-speicherung und optoelektronischen synaptischen Geräte.

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