近年來，鹵化鉛鈣鈦礦由于其優(yōu)異的光電性能，如高光致發(fā)光量子產(chǎn)率、高光吸收系數(shù)、長載流子擴散長度、高缺陷容忍度和可調(diào)的半導體帶隙，極大地增強了其在太陽能電池、發(fā)光二極管、激光器和光電探測器中的應用，引起了人們的廣泛關注。由于其獨特的離子性質和軟晶格特點，鈣鈦礦展現(xiàn)出非常豐富的光-物質相互作用過程，如激光誘導的消融效應、原位結晶、離子遷移和相分離等，因此，鈣鈦礦的光電性質可以容易地被激光輻照調(diào)節(jié)。通過激光直寫技術可以將不同的圖案結構靈活地加工在鈣鈦礦上。飛秒激光器為在鈣鈦礦上制造微圖案提供了一種簡單高效的工具，在光學信息存儲和防偽方面顯示出潛在的應用前景。基于鈣鈦礦的離子特性，不同功率的飛秒激光可以使不同的鹵化物離子遷移到玻璃內(nèi)部的預設位置，并在鈣鈦礦結晶成核后，形成多色的熒光微圖案。然而，這種微圖案通常難以被擦除，難以重復寫入不同信息。而且飛秒激光直寫系統(tǒng)是一種大型設備，價格比較昂貴。基于鈣鈦礦的光致熒光變色特性的熒光圖案化方法可以顯著降低對激光功率密度的要求，例如Monash大學Bach等人基于連續(xù)波激光器誘導MAPb(Br0.8I0.2)3微米片的相分離和混合過程，展示了光信息的寫入-讀取-擦除的可能性。但是由于分離相的暗恢復特性，寫入的信息只能存儲幾分鐘。在之前的工作中，甘志星課題組開發(fā)了一種鈣鈦礦/銪金屬有機框架的復合材料，該材料在激光輻照下，其發(fā)光從藍色轉變到綠色。基于該光致變色特性，制備了具有長期穩(wěn)定性的雙色熒光圖案。然而，該光致變色過程是不可逆的，導致熒光信息不能被擦除和重寫。因此，目前為止，熒光圖案的重復光寫入和擦除仍然是一個重大挑戰(zhàn)。
針對這些問題，南京師范大學未來光電功材料研究中心甘志星課題組與合作者發(fā)展了一種具有光致變色和反向熱致變色特性的全無機鈣鈦礦Cs3InCl6:Sb3+，實現(xiàn)了低功率密度非相干光照的光信息寫入和熱擦除過程，并且熒光圖案有著優(yōu)異的穩(wěn)定性。該過程十分便利和高效，加工成本低，有望應用于可重復的光信息存儲和熒光防偽等領域，相關結果以Lead-Free Perovskites with Photochromism and Reversed Thermochromism for Repeatable Information Writing and Erasing為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。
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