來(lái)源：《電子產(chǎn)品世界》

隨著計(jì)算機(jī)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的信息內(nèi)容以數(shù)字化的形式豐在、傳輸和保存。因此對(duì)大容量信息存儲(chǔ)技術(shù)的研究就逐漸升溫。激光技術(shù)的不斷成熟，尤其是半導(dǎo)體激光器的成熟應(yīng)用，使得光存儲(chǔ)從最初的微縮照相發(fā)燕尾服成為快捷、方便、容量巨大的存儲(chǔ)技術(shù)，各種光rom紛紛亮像，到最近的dvd-rom發(fā)布之時(shí)，雙面5.25英寸大小已經(jīng)可以存儲(chǔ)10g比特的數(shù)據(jù)。 與磁介質(zhì)存儲(chǔ)相比光存儲(chǔ)技術(shù)壽命長(zhǎng)，非接觸式讀/寫(xiě)，信息的載噪比（gnr0）高，信息位的價(jià)格低，但是不足也是明顯的：光盤(pán)機(jī)價(jià)格較貴，傳輸速率低，重復(fù)擦寫(xiě)技術(shù)尚不成熟。主要的問(wèn)題集中在了重復(fù)擦寫(xiě)技術(shù)上，研究人員針對(duì)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，先后提出了光致變色存儲(chǔ)，光譜燒孔材料光存儲(chǔ)，電子俘獲材料光存儲(chǔ)等新型存儲(chǔ)方法，其中電子俘獲光存儲(chǔ)材料的研究比較突出，在某此方面幾乎達(dá)到了實(shí)用化。 電子俘獲光存儲(chǔ)技術(shù)除了高密度存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有響應(yīng)快，擦寫(xiě)次數(shù)多，制備方便，造價(jià)低，應(yīng)用方便靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文綜合介紹了近年來(lái)在電子俘獲材料領(lǐng)域內(nèi)的一些研究和應(yīng)用進(jìn)展。 技術(shù)原理 電子俘獲是一種光激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象。光激勵(lì)發(fā)光是指材料受到輻照時(shí)，產(chǎn)生的自由電子和空穴被俘獲在晶體內(nèi)部的陷阱中，從而將輻照能量存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)受到光激勵(lì)時(shí)（波長(zhǎng)比輻照光長(zhǎng)），這些電子和空穴脫離陷阱而復(fù)合發(fā)光。因而這種材料被形象地稱(chēng)為“電子俘獲材料”。電子俘獲光存儲(chǔ)寫(xiě)入與讀出的簡(jiǎn)單原理，如圖1所示。 當(dāng)用寫(xiě)入光輻照時(shí)，材料中產(chǎn)生大量的電子和空穴，這些電子和空穴被俘獲在晶體內(nèi)部的陷阱中，從而將輻射能量存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)受到光激勵(lì)時(shí)（即讀出光，能量小于寫(xiě)入光），陷阱中的載流子（電子和空穴）脫離陷阱而與發(fā)光中心復(fù)合發(fā)光。圖1中，過(guò)程1表示晶體受電離輻射產(chǎn)生躍過(guò)禁帶的自由電子和空穴，過(guò)程2、4表示自由電子被俘獲并暫時(shí)存儲(chǔ)在陷阱中，過(guò)程3、5存儲(chǔ)在陷阱中的電子和空穴在受可見(jiàn)光或紅外光激勵(lì)時(shí)躍遷出陷阱，又處于自由狀態(tài)，過(guò)程6、7、8表示這些自由電子和空穴可以在材料中的某些發(fā)光中心離子的局域能級(jí)上發(fā)生復(fù)合，而把它們所帶的能量以一定波長(zhǎng)的能量（h v）釋放出來(lái)從而完成的整個(gè)讀出及寫(xiě)入過(guò)程。電子俘獲光存儲(chǔ)的寫(xiě)入（激發(fā)），讀出（激勵(lì)）的波長(zhǎng)范圍，受基質(zhì)的晶格影響，也受雜質(zhì)原子，晶格缺陷，以及一些破壞晶格周期性的界面等的影響。破壞了晶格的周期性，就可能在禁帶中形成一些定域能級(jí)，定域能級(jí)的不同，直接影響了激發(fā)、激勵(lì)以及激勵(lì)發(fā)光的不同。電子俘獲材料正是選擇了不同基質(zhì)以及摻雜，得到了不同波段的存取。電子俘獲材料的讀寫(xiě)波長(zhǎng)由材料中的發(fā)光中心決定的。 主要類(lèi)型 1 mfx類(lèi)型x光影像存儲(chǔ) 這是一種典型的x光影像存儲(chǔ)材料，用做光存儲(chǔ)時(shí)，典型的bafc1：eu2+材料寫(xiě)入使用x射線，讀出光波長(zhǎng)范圍是400～700nm，讀出發(fā)光波長(zhǎng)范圍是380～400nm。 目前這種材料是最接近于實(shí)用的，采用高溫（1000℃）固相反應(yīng)法能制備出純度較高的樣品。日本和美國(guó)的一些公司已經(jīng)推出使用mfx型電子俘獲材料做成像、存儲(chǔ)器件的醫(yī)用x光透視儀等產(chǎn)品。使用mfx型材料的存儲(chǔ)優(yōu)點(diǎn)是靈敏、可反復(fù)使用、易于集成數(shù)字系統(tǒng)。缺點(diǎn)是讀出信號(hào)的持續(xù)讀出衰減快，重復(fù)讀的次數(shù)有限。重復(fù)需要使用較高溫度熱漂白加光漂白，在配套技術(shù)方面仍需要突破。 2 堿土金屬硫化物紅外讀出存儲(chǔ) 1986年iindmayer首先提出利用iia～vib化合物中某些雜質(zhì)離子的電子在光的作用下被陷阱俘獲和釋放的現(xiàn)象，發(fā)展了一種新的可擦除光存儲(chǔ)系統(tǒng)。并提出了電子俘材料這個(gè)概念。典型的材料有srs:eu,sm,cas:eu,ce[26]等雙稀土摻雜，也有報(bào)道單稀土離子摻雜的，如cas:ce等。這類(lèi)材料的寫(xiě)入波長(zhǎng)在綠光波段，讀出光在近紅外波段，讀出發(fā)光在紅光波段。因此具有很廣闊的利用空間。 堿土金屬硫化物的主要讀出波段的近紅外，因此除了可以用做存儲(chǔ)外，也是一種很好的實(shí)現(xiàn)紅外光激勵(lì)材料。而且電子俘獲材料探測(cè)靈敏度高（μw量級(jí)），響應(yīng)快（可達(dá)幾十ns）。而更多的應(yīng)用是利用它可擦除，響應(yīng)快，做非線性光學(xué)元件，或者做布爾運(yùn)算元件用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和光計(jì)算機(jī)中。這類(lèi)材料缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性不好。信號(hào)衰減得快。盡管有報(bào)道使用這種材料與ccd耦合的紅外探測(cè)儀的研究工作，但是因?yàn)楦鞣N技術(shù)細(xì)節(jié)問(wèn)題也只停留在實(shí)驗(yàn)室階段。 3 堿金屬鹵化物紫外光存儲(chǔ) 最近堿金屬鹵化物也開(kāi)始作為光存儲(chǔ)的電子俘獲材料