專利名稱：可進行高密度光存儲的有機硅樹脂－SiO的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光存儲材料領域，涉及高密度光譜燒孔存儲材料及制備。本發(fā)明采用溶膠-凝膠技術，合成了有機硅-SiO2復合玻璃，并在這種玻璃基質(zhì)材料中摻入稀土離子銪，實現(xiàn)了高效室溫光譜燒孔，這種材料可用于高密度信息存儲器件。
背景技術：
光譜燒孔技術在高密度光存儲領域具有廣闊的應用前景，國際上許多先進的國家如美國、日本等都開展了這方面的研究。所謂光譜燒孔，就是利用窄帶激光進行選擇激發(fā)，使吸收光譜相應的頻率位置出現(xiàn)一個凹陷，形成一個光譜孔。利用光譜燒孔技術，在非均勻線型內(nèi)不同的頻率位置處進行燒孔，相當于在一個空間點上存儲多個信息，使存儲維度提高，從而提高了存儲密度。在低溫下，用光譜燒孔進行存儲的密度可以比一般空間方法存儲提高三個數(shù)量級。對于絕大多數(shù)固體中的離子，由于室溫下的譜線急劇展寬，90年代以前燒孔只能在低溫下進行。1991年，國際上實現(xiàn)了室溫光譜燒孔，使光譜燒孔應用于光存儲向前邁進了一步。近十年來，人們先后在二價釤和三價銪離子摻雜的混晶材料和玻璃材料中實現(xiàn)了室溫光譜燒孔。但是，這類無機基質(zhì)材料的弱點是燒孔效率低，燒孔需要很高的激光功率密度，難于滿足光存儲中多束光高度并行的需要。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服無機基質(zhì)材料中燒孔光功率密度過高，難于滿足實際應用需要的缺點，本發(fā)明利用溶膠-凝膠技術，選擇有機-無機復合玻璃基質(zhì)材料，制備出有機硅樹脂-SiO2復合玻璃，目的是提供一種光譜燒孔光功率密度低、可進行多束光高度并行存儲的材料及制備。
本發(fā)明所述的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃是采用溶膠-凝膠技術制得。溶膠-凝膠技術是制備玻璃材料的一種特殊技術。這種技術的優(yōu)點是可以制備出用傳統(tǒng)固相燒結法無法實現(xiàn)的特殊體系，即有機-無機復合玻璃。
本發(fā)明的這種玻璃主要以有機硅樹脂和無機硅酸鹽為主要成分，其主要成分表達式為xCH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3-(100-x)SiO2，并摻有少量稀土離子銪，其中，30＞x＞60.
在制備過程中，將Si(OC2H5)4溶于乙醇、水和鹽酸的混合溶液并進行脫水1小時，然后將CH2OCH(CH2O)3Si(OCH3)3加入此溶液，再將溶有EuCl3.6H2O的乙醇溶液加入。溶液攪拌1個小時，直到均勻后被置于密封的容器中。在溫度為45℃的真空中放置一定時間后形成凝膠玻璃。
所形成的有機-無機復合玻璃材料在400-500nm的波長范圍內(nèi)，形成寬帶發(fā)射。激發(fā)峰在260-420nm。在這類材料的激發(fā)譜中進行室溫光譜燒孔，可以在10-3mW/mm2的功率密度下進行，而稀土摻雜的無機玻璃材料則需要10-100mW/mm2的功率密度。這表明本發(fā)明提供的材料燒孔效率比原有的無機玻璃材料提高了三個數(shù)量級，是目前國際上的最高指標，已經(jīng)基本滿足光存儲實際應用的需要。
為了更好地理解本發(fā)明內(nèi)容，下面詳述材料的制備過程。
1、制備本發(fā)明的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料xCH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3- (100-x)SiO2，所用原料為CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3，Si(OC2H5)4，C2H5OH和EuCl3.6H2O。CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3，Si(OC2H5)4，G2H5OH三種原料的摩爾比為1∶1∶3，銪的摻入量為1Wt％；2、在制備過程中，將Si(OC2H5)4溶于乙醇、水和鹽酸的混合溶液并進行脫水1小時，然后將CH2OCH(CH2O)3Si(OCH3)3加入此溶液，再將溶有EuCl3.6H2O的乙醇溶液加入。溶液攪拌1個小時，直到均勻后被置于密封的玻璃皿中3、在真空度為0.05MPa的真空中放置一個月后形成干膠，膠體的幾何形狀應為片狀，厚度為1mm.
4、形成干膠后，把片狀膠體進行熱處理，熱處理溫度為800℃，時間為10小時。
具體實施形式1、取CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)34.88g，Si(OC2H5)44.48g，C2H5OH 2.76g，EuCl3.6H2O0.12g，作為制備有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料xCH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3-(100-x)SiO2的原料；2、將4.88g Si(OC2H5)4溶于8g乙醇、水和鹽酸的混合溶液并進行脫水1小時，然后將4.48g CH2OCH(CH2O)3Si(OCH3)3加入此溶液，再將溶有0.12g EuCl3.6H2O的乙醇溶液加入。溶液攪拌1個小時，直到均勻后被置于密封的玻璃皿中；3、在真空度為0.05MPa的真空中放置一個月后形成干膠，膠體的幾何形狀為片狀，尺寸為1cm×1cm×1mm；4、在800℃下將片狀膠體進行熱處理，時間為10小時；5、把經(jīng)過熱處理后的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料，進行光譜燒孔。燒孔是用一束500W的氙燈經(jīng)過單色儀分光進行的，入射光束與玻璃成45℃角，功率密度為10-3mW/mm2，室溫下燒孔時間為20分。
燒孔前后的激發(fā)光譜如
圖1所示。圖中實線為燒孔前的光譜，虛線為燒孔后的光譜，箭頭為燒孔光波長。
光譜孔和反孔如2圖所示。圖中孔的中心位置隨燒孔光的波長而移動，孔的深度可以達到10％，在孔的長波側出現(xiàn)反孔。
權利要求
1.一種可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料，其特征是主要以有機硅樹脂和無機硅酸鹽為主要成分，其主要成分表達式為xCH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3- (100-x)SiO2，并摻有少量稀土離子銪，銪的摻入量為1Wt％，其中，30＞x＞60。
2.根據(jù)權利要求1所述的可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料，其特征是在400-500nm的波長范圍內(nèi)，形成寬帶發(fā)射。
3.根據(jù)權利要求2所述的可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料，其特征是激發(fā)譜中可以在10-3mW/mm2的功率密度下室溫進行光譜燒孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料的制備方法，其特征是采用溶膠-凝膠技術制得，以CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3，Si(OC2H5)4，C2H5OH和EuCl3.6H2O為原料，CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3，Si(OC2H5)4，C2H5OH的摩爾比為1∶1∶3，銪的摻入量為1Wt％；具體過程為將Si(OC2H5)4溶于乙醇、水和鹽酸的混合溶液并進行脫水1小時，然后將CH2OCH(CH2O)3Si(OCH3)3加入此溶液，再將溶有EuCl3.6H2O的乙醇溶液加入，溶液攪拌1個小時，直到均勻后被置于密封的容器中，在溫度為45℃的真空中放置一定時間后形成凝膠玻璃。
5.根據(jù)權利要求4所述的可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料的制備方法，其特征是在真空度為0.05MPa的容器中放置一個月后形成干膠，膠體的幾何形狀為片狀。
6.根據(jù)權利要求5所述的可進行高密度光存儲的有機硅樹脂-SiO2復合玻璃材料的制備方法，其特征是形成干膠后，把片狀膠體進行熱處理，熱處理溫度為800℃，時間為10小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于光存儲材料領域，涉及高密度光譜燒孔存儲材料及制備。本發(fā)明的這種玻璃主要以有機硅樹脂和無機硅酸鹽為主要成分，其成分表達式為xCH
文檔編號C08L83/00GK1517409SQ03110868
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月13日 優(yōu)先權日2003年1月13日
發(fā)明者宋宏偉, 王鐵 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所, 中國科學院長春光學精密機械與物理研