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Bi3+/Sm3+ co-doped LiTaO3 photochromic perovskites: an ultrafast erasable optical information storage medium
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2023-07-11 , DOI: 10.1039/d3qi00956d Ruiting Zhang 1 , Yahong Jin 1 , Yanmei Li 2 , Haoyi Wu 1 , Yihua Hu 1
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2023-07-11 , DOI: 10.1039/d3qi00956d Ruiting Zhang 1 , Yahong Jin 1 , Yanmei Li 2 , Haoyi Wu 1 , Yihua Hu 1
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Inorganic photochromic materials hold great scientific and technological promise in the field of optical information storage due to their numerous advantages, including an extended color change duration, exceptional fatigue resistance, and robust thermal stability. However, their practical application has been hindered by relatively slow coloring and bleaching rates. In this study, we present a P-type photochromic perovskite material, LiTaO3:Bi3+/Sm3+, with an ultra-fast optical response. LiTaO3:Bi3+/Sm3+ exhibits a rapid coloring time of approximately 25 seconds and an ultra-fast bleaching time of approximately 1 second, achieved through alternating 254 nm and 365 nm light irradiation. Notably, the photobleaching rate of LiTaO3:Bi3+/Sm3+ is currently the fastest among all reported inorganic photochromic materials. The prepared LiTaO3:Bi3+/Sm3+ material exhibits a maximum color change contrast of 26.49% and excellent fatigue resistance. The codopant Bi3+ plays a critical role in creating traps within the host lattice, which greatly enhances photochromism contrast and enables efficient long afterglow luminescence. These dual properties make the material suitable for dual-mode optical information storage in both bright and dark fields. Finally, the excellent optical properties of LiTaO3:Bi3+/Sm3+ are demonstrated in its application for erasable optical information storage vividly.
中文翻译：
Bi3+/Sm3+共掺杂LiTaO3光致变色钙钛矿：一种超快可擦除光学信息存储介质
无机光致变色材料由于其众多优点，包括延长的变色持续时间、优异的抗疲劳性和强大的热稳定性，在光学信息存储领域具有巨大的科学和技术前景。然而，它们的实际应用受到相对缓慢的着色和漂白速率的阻碍。在这项研究中，我们提出了一种具有超快光学响应的P型光致变色钙钛矿材料LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+ 。LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+通过交替的 254 nm 和 365 nm 光照射实现约 25 秒的快速着色时间和约 1 秒的超快漂白时间。值得注意的是，LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+的光漂白速率是目前所有已报道的无机光致变色材料中最快的。所制备的LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+材料的最大变色对比度为26.49%，并且具有优异的抗疲劳性能。共掺杂剂 Bi 3+在主晶格内创建陷阱方面发挥着关键作用，这极大地增强了光致变色对比度并实现高效的长余辉发光。这些双重特性使该材料适用于明场和暗场的双模光学信息存储。最后，生动地展示了LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+优异的光学性能在可擦除光学信息存储中的应用。
更新日期：2023-07-11
中文翻译：
Bi3+/Sm3+共掺杂LiTaO3光致变色钙钛矿：一种超快可擦除光学信息存储介质
无机光致变色材料由于其众多优点，包括延长的变色持续时间、优异的抗疲劳性和强大的热稳定性，在光学信息存储领域具有巨大的科学和技术前景。然而，它们的实际应用受到相对缓慢的着色和漂白速率的阻碍。在这项研究中，我们提出了一种具有超快光学响应的P型光致变色钙钛矿材料LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+ 。LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+通过交替的 254 nm 和 365 nm 光照射实现约 25 秒的快速着色时间和约 1 秒的超快漂白时间。值得注意的是，LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+的光漂白速率是目前所有已报道的无机光致变色材料中最快的。所制备的LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+材料的最大变色对比度为26.49%，并且具有优异的抗疲劳性能。共掺杂剂 Bi 3+在主晶格内创建陷阱方面发挥着关键作用，这极大地增强了光致变色对比度并实现高效的长余辉发光。这些双重特性使该材料适用于明场和暗场的双模光学信息存储。最后，生动地展示了LiTaO 3 :Bi 3+ /Sm 3+优异的光学性能在可擦除光学信息存储中的应用。
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