双金属共掺的叠层氧化物薄膜、制备方法及全息加密应用

本发明涉及光学数据存储及加密，具体涉及双金属共掺的叠层氧化物薄膜、制备方法及全息加密应用。

背景技术：

1、全息技术能够记录并再现物体的全部信息，让观察者可以在裸眼情况下获取真实物体的轮廓及深度信息，因此在娱乐、教育、医疗，特别是在信息防伪领域具有广阔的应用前景，得到业界广泛关注。

2、同时，随着数字化产业的发展，人们对个人信息安全的需求也愈发强烈，信息隐私保护在现代社会中越来越受到重视，数据加密对于信息的保护至关重要，发展新型加密技术已成为推动信息化社会进步的关键力量。

3、因此，在同一体系上实现全息技术和加密技术尤为重要，近年来，金属和tio2的复合薄膜逐步实现了稳定、且快速的全息存储，但因其光电特性单一，难于拓展应用范围，目前仍未有关于该体系的加密存储应用研究。鉴于此，需要设计一种能够用于加密全息存储的复合薄膜、其制备方法、基于其的全息加密存储方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供双金属共掺的叠层氧化物薄膜、制备方法及全息加密应用。

2、本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜，包括：

4、玻璃衬底；

5、位于所述玻璃衬底上的介孔tio2薄膜；

6、沉积在介孔tio2薄膜上的au-ag共混纳米颗粒；

7、位于au-ag共混纳米颗粒上的非晶taox薄膜层，所述x为正数；

8、位于所述非晶taox薄膜层上的银膜。

9、在一优选实施例中，所述非晶taox薄膜层厚度为35～45nm；所述银膜厚度为15～20nm。

10、第二方面，本发明提供所述第一方面所述一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜的制备方法，包括：

11、s1、采用丝网印刷法在玻璃衬底上涂覆一层tio2浆料，进行热退火处理，去除有机成分，得到所述介孔tio2薄膜；

12、s2、通过磁控溅射在所述介孔tio2薄膜表面沉积一层金纳米颗粒；

13、s3、将沉积有金纳米颗粒的tio2薄膜浸入硝酸银溶液，紫外光辐照，实现银纳米粒子的沉积，形成所述au-ag共混纳米粒子层；

14、s4、利用提拉仪在所述au-ag共混纳米粒子层上面提拉法涂覆非晶taox层，热处理得到所述非晶taox薄膜层；

15、s5、在所述非晶taox薄膜层上面磁控溅射连续银膜。

16、在一优选实施例中，所述s1的具体过程为：将玻璃衬底置于丝网印刷机网板下方，通过刮板在所述玻璃衬底上表面刮涂一层tio2浆料，然后将所述玻璃衬底放置在马弗炉中退火，去除tio2浆料中的聚合物得到所述介孔tio2薄膜；

17、所述s2的具体过程为：打开气体钢瓶氩气总阀，调节减压气阀使输出气体压力至0.035-0.045mpa，装载金靶材，用镊子将s1中取得的所述介孔tio2薄膜置于磁控溅射仪中，溅射金，在所述介孔tio2薄膜表面沉积一层金纳米颗粒，得到沉积有金纳米颗粒的介孔tio2薄膜；

18、所述s3的具体过程为：利用0.5mol/l的硝酸银溶液浸泡所述沉积有金纳米颗粒的介孔tio2薄膜，所述硝酸银溶液液面高于浸泡在其中的所述沉积有金纳米颗粒的介孔tio2薄膜，用紫外光辐照5min，实现银纳米粒子的沉积，得到所述au-ag共混纳米颗粒；

19、所述s4的具体过程为：取s3得到的au-ag共混纳米颗粒置于taox前驱体溶胶中，通过提拉浸渍法在au-ag共混纳米粒子层上制备taox薄膜，提拉浸渍过程中所述玻璃衬底上升和下降的速度均为0.35cm/s、浸入taox前驱体溶胶的时间为6s，浸渍完成后垂直于地面悬挂3min，然后160℃热处理30min；

20、所述s5的具体过程为：打开气体钢瓶氩气总阀，调节减压气阀使输出气体压力至0.035-0.045mpa，装载银靶材，用镊子将s4中取得的薄膜置于磁控溅射仪中，溅射银，得到连续银膜，所述双金属共掺的叠层氧化物薄膜制备完成。

21、在一优选实施例中，将所述玻璃衬底放置在马弗炉中退火具体为：将所述玻璃衬底放置在马弗炉中500℃退火1h；所述溅射金的时间为5s；所述溅射银的时间为20s，磁控溅射的电流为30ma。

22、第三方面，本发明提供如第一方面所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜作为加密全息存储材料的应用。

23、第四方面，本发明提供一种加密全息存储方法，包括：

24、获取第一方面所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜；

25、利用脉冲激光对所述双金属共掺的叠层氧化物薄膜上n个第一区域进行一次曝光和m个第二区域进行两次曝光，所述第一区域和所述第二区域不重合，所述n和所述m均为大于0的整数；

26、将需要加密存储的信息分成m份，一一对应的全息存储在m个所述第二区域中，在所述第一区域中存储干扰信息；或者将需要加密存储的信息分成n份，一一对应的存储在n个所述第一区域中，在所述第二区域中存储干扰信息；

27、利用nacl溶液刷涂所述双金属共掺的叠层氧化物薄膜以区分第一区域和第二区域，刷涂nacl溶液后的所述第一区域和刷涂nacl溶液后的第二区域的颜色不同；

28、读取所述第一区域或所述第二区域进行全息存储数据；

29、将在所述第一区域或所述第二区域读取的信息进行拼接。

30、在一优选实施例中，所述第一区域和第二区域形状相同。

31、在一优选实施例中，所述脉冲激光为红外激光，功率为10w，激光移动线速度为1000mm/s，相邻两条激光线的间距为0.1mm，脉冲重复频率为20khz。

32、本发明的有益效果是：

33、本发明提供了“银膜、非晶taox薄膜层、au-ag共混纳米粒子层、介孔tio2薄膜”叠层氧化物薄膜，其制备过程简单易操作，通过丝网印刷法、提拉浸渍法、磁控溅射法、紫外沉积法与高温退火法相结合获得了叠层氧化物薄膜。

34、本发明将脉冲激光处理法、nacl溶液刷涂法和连续激光全息记录法的综合运用，叠层氧化物薄膜实现了信息隐写与确定点位的全息图重现，本发明提出了一种基于本发明薄膜的一种加密全息存储方法，通过这一方法实现了加密全息存储和加密信息的获得。

技术特征：

1.一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜，其特征在于，所述非晶taox薄膜层厚度为35～45nm；所述银膜厚度为15～20nm。

3.如权利要求1所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜，其特征在于，所述非晶taox薄膜层厚度为40nm，所述银膜厚度为17nm。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述s1的具体过程为：将玻璃衬底置于丝网印刷机网板下方，通过刮板在所述玻璃衬底上表面刮涂一层tio2浆料，然后将所述玻璃衬底放置在马弗炉中退火，去除tio2浆料中的聚合物得到所述介孔tio2薄膜；

6.如权利要求5所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，将所述玻璃衬底放置在马弗炉中退火具体为：将所述玻璃衬底放置在马弗炉中500℃退火1h；所述溅射金的时间为5s；所述溅射银的时间为20s，磁控溅射的电流为30ma。

7.如权利要求1至3中任意一项所述的一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜的应用，其特征在于，作为加密全息存储材料的应用。

8.一种加密全息存储方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的一种加密全息存储方法，其特征在于，所述第一区域和第二区域形状相同。

10.如权利要求8所述的一种加密全息存储方法，其特征在于，所述脉冲激光为红外激光，功率为10w，激光移动线速度为1000mm/s，相邻两条激光线的间距为0.1mm，脉冲重复频率为20khz。

技术总结本发明提供了一种双金属共掺的叠层氧化物薄膜，包括：位于所述玻璃衬底上的介孔TiO<subgt;2</subgt;薄膜；沉积在介孔TiO<subgt;2</subgt;薄膜上的Au‑Ag共混纳米颗粒；位于Au‑Ag共混纳米颗粒上的非晶TaO<subgt;x</subgt;薄膜层，所述x为正数；位于所述非晶TaO<subgt;x</subgt;薄膜层上的银膜。本发明还提供一种加密全息存储方法，包括：利用脉冲激光对双金属共掺的叠层氧化物薄膜上第一区域进行一次曝光、第二区域进行两次曝光；全息存储；利用NaCl溶液刷涂；读取所述第一区域或所述第二区域进行全息存储数据。本发明的叠层氧化物薄膜制备过程简单易操作，还创造性的提出一种加密全息存储方法，薄膜还能够用于彩色打印领域，拓宽了金属和TiO<subgt;2</subgt;的复合薄膜的应用范围和领域。技术研发人员：付申成,齐修平,陶钰鑫,张昕彤,刘益春受保护的技术使用者：东北师范大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19