有机激光光盘记录介质

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1、有机激光光盘记录介质(1)          返回知识介绍首页摘自陈孔常 田禾编著《高等精细化学品化学》1 前言70年代，由于激光的发明，开始了高密度光学数据存储的研究和开发工作，激光电视录像盘和激光声频唱片逐渐商品化。由于光盘兼有缩微胶片和磁盘的优点，为大量资料的保存和使用开辟了新途径。光盘存储技术是信息领域的重大科学技术前沿课题和新兴的高技术产业，它是实现优质视听娱乐产品、多媒体软件、大容量数据库和无纸办公室的关键技术。光盘存储能提供高存储密度和大容量的记录功能，记录密度比磁盘记录密度要高数十倍至数百倍。又因为光盘是采用非接触式读写信息的，不会使盘面被磨损或划伤，

2、读写信息是在光盘内的记录介质上进行的，光点直径约1μm，因此，灰尘或伤痕对信息影响很小。光盘可长期保存信息，存储寿命达10年以上，而磁盘的信息保存一般为2~3年。光盘按其功能可以分为三种：只读式，一次写入式和可擦式重复写入式。目前使用有机记录介质具有选择范围大、成本低、毒性小等优点，灵敏度和记录密度都达到无机材料的水平。光盘存储的光源是激光器，由于气体激光器（如氩离子激光器、氦氖激光器等）体积大、重量大、需高压电源，因此价格昂贵，而半导体激光器具有体积小、重量轻、光路短、功耗小、工作电压低、价格低廉、寿命长等优点，采用半导体激光器作为光源能使光学存储技术得到广泛应用。

3、目前使用较多的是Ga-As半导体二极管，激光波长为780nm，在选择有机染料时应考虑染料的最大吸收波长应与之相匹配。目前，国外CD-R光盘记录所用的染料主要是菁染料和酞菁，酞菁染料光测寿命在10年以上。与无机材料相比，有机染料用于CD-R光盘的主要优点是：①对半导体激光光源敏感；②成本低；③毒性小等。当然，对CD-R光盘，无论是记录染料，还是光盘制备技术都处于进一步发展完善之中。CD-R有机染料具有以下特征和性能：①染料制成的膜能强烈吸收激光光源，有高的记录灵敏度；②染料成膜后膜的反射率高，要求在20％以上；③热传导率要低，记录时形成比较陡的凹坑；④能制成均匀的薄膜，

4、制膜的方法有两种，一种是真空渡膜法，要求染料在高温下升华而不分解，另一种是旋涂法，将染料溶解在溶剂中，然后旋涂在光盘基片上，待溶剂挥发后成膜，因而要求染料在溶剂中的溶解度大，尤其是醇溶性好；⑤对热、光、湿度的稳定性好，保存稳定性好；⑥毒性低。适合于CD-R光盘的有机染料有多甲川菁、酞菁、萘醌类等。2、有机CD-R染料种类（1）多甲川菁菁染料作为光盘染料有以下特点：①易溶于有机溶剂，可采用简单而便宜的旋涂法制作记录介质层；②摩尔消光系数高，一般ε为105Ｌ·mol-1以上，写入时可以用较小的能量，形成较陡的凹坑；③读取时，膜的反射率高(30%以上)，可得到比较高的信噪比

5、；④由于光照产生的单线态氧能使染料分解，因此耐光性较差。菁染料在基片上形成膜后，吸收光谱曲线会发生变化，一般半峰宽度加大，最大吸收波长向长波长方向移动，用于光盘的菁染料大多是含吲哚环的碳菁。为提高对热和光的稳定性，在环上引入卤素或共轭链上引入桥环，能使染料结构更稳定。另外，还有含苯并噻唑或喹啉的三碳菁。含吲哚环的染料有较好的溶解度、反射率、灵敏度和保存性。为了进一步提高多甲川菁的耐光、耐热性能，可以采用添加单线态氧猝灭剂的方法，这些单线态氧猝灭剂是过渡金属络合物和铵盐。（2） 酞菁以酞菁作为光盘记录介质的研究工作仅次于多甲菁，并已实用化。酞菁具有以下特点：①摩尔消光系

6、数大；②耐光及耐热稳定性好；③具有升华特性，能采用真空沉积法制膜；④一般酞菁类吸收波长略低于半导体二极管激光波长。研究较多的酞菁结构如下： 酞菁与不同金属配位时，其最大吸收波长有很大差异。酞菁还可以通过热或有机溶剂处理，改变晶型，使最大吸收波长向长波移动，如Hg、Pc、Ti、ClPc用溶剂蒸汽处理，向长波移动100nm，达到半导体激光波长的要求。萘酞菁由于用萘环取代苯环，增大共轭系统，引起了红移。芳香环上引入取代基，如烷基，烷氧基,可以提高其溶解度。引入氟使最大吸收向长波移动，苯环上引入氟的铜酞菁最大吸收波长为821nm。（3）萘醌、蒽醌这类染料难溶于有机溶剂中，应采

7、用真空沉积法制成记录膜。由萘醌制成的膜与多甲川菁相比，反射率和写入灵敏度稍低，而化学稳定性和保存性均好。下列萘醌容易成膜，并具有较高的记录灵敏度，对高温、高湿具有好的稳定性。蒽醌染料也有较好的性能。     （4）方酸类及薁环类染料在甲川链上引入方酸环后，提高了耐光及耐热性能，但溶解度有所下降。含方酸环的吡喃染料在氯仿中具有766和851nm两个吸收峰，含薁环的对称五甲川染料最大吸收波长为860nm（在CH3CN中测定）。有机电致发光材料研究进展(2)         返回知识介绍首页黄　剑　曹　镛(华南理工大学材料学院高分子光电材料与器件研究所,广