一种Eu3+掺杂Sr2YTaO6可逆光致变色持久发光材料在多模态光学加密中的应用

本发明属于发光功能材料与光学信息安全，具体涉及一种 eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料在多模态光学加密中的应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、随着商品流通、信息交换和安全认证需求的快速增长，传统的防伪手段，如条形码、二维码、普通荧光油墨、静态荧光标签和全息标识等，因其光学响应模式单一、动态特征不足、易于复制仿制，已难以满足高等级信息安全与多层级防伪认证的应用需求。因此，开发具有多刺激响应、多维读出和可逆写擦特征的先进光学功能材料，已成为当前光学防伪与信息加密领域的重要研究方向。

3、稀土离子掺杂无机发光材料因具有发光稳定性好、化学稳定性高、抗光漂白能力强、发射波长可调以及易于实现多模式响应等优点，在光学防伪、信息存储、显示和探测等方面表现出良好的应用潜力。然而，现有相关技术仍存在以下不足：

4、1.许多已报道的发光防伪材料仅具有单一激发模式，通常只能在某一特定波长紫外光、可见光或射线条件下产生单一光学响应，功能维度较少，难以支撑多级、动态和高复杂度的信息加密需求。

5、2.部分具有光致变色或持久发光行为的材料虽然能够实现一定程度的信息写入与读出，但其变色行为与发光行为彼此割裂，缺乏在同一材料平台上对可逆光致变色、发光和余辉响应的协同集成，导致其在动态光学写擦、层级防伪和复合读出中的实用性受限。

6、3.已有双刺激响应体系中，不同刺激源诱导的着色和褪色过程往往表现出相似的动力学行为，即不同激励方式虽然能够触发响应，但在写入速度、保持特征和擦除方式上缺少明显差异，难以构建具有互补功能的“快写慢擦”或“慢写快擦”等非对称光学加密模式，从而限制了其在高级加密和多权限信息访问中的应用。

7、4.现有部分发光或变色材料在实际应用中仍存在制备复杂、加工困难、图案化能力不足或难以与印刷工艺兼容等问题，不利于其在防伪标签、安全票据、编码图案及可视化信息载体中的实际推广。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种 eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料在多模态光学加密中的应用。本发明提供了一种兼具可逆光致变色、光致发光和持久发光特性的稀土掺杂无机发光材料及其制备与使用方式，以及该材料在紫外光和x射线双刺激条件下实现信息写入、读取、擦除和防伪识别的方法，可应用于光学信息存储、多级加密、防伪标签、票据文件保护及安全印刷等领域。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料在多模态光学加密中的应用，所述材料以 sr2ytao6为基体，以eu3+为激活离子进行掺杂得到；

4、所述材料通过稀土离子掺杂诱导晶格局域结构调控以及缺陷态调节，形成可调控的电子陷阱和色心结构，使材料具有至少以下一种功能：（1）紫外光诱导光致变色响应；（2）x射线诱导光致变色响应；（3）可逆光学擦写功能；（4）稀土离子特征发光；（5）持久发光功能。

5、第二方面，本发明提供了上述eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料在多模态光学加密中的应用方法，所述方法包括：

6、将所述材料作为信息载体；

7、用紫外光和/或 x 射线对所述信息载体进行写入，使其产生光致变色和发光响应；

8、通过发光、持久发光和/或着色状态对所述信息载体中的信息进行读取；

9、采用擦除光照对所述信息载体进行擦除，使其恢复至初始状态。

10、第三方面，本发明提供了一种多模态光学加密载体，包括上述应用中的eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料。

11、第四方面，本发明提供了一种基于不同eu3+浓度的sr2ytao6:xeu3+/pdms复合编码单元建立的基于材料浓度差异的多位点光学编码与解码方法，具体步骤如下：

12、编码单元建立：选取不同eu3+掺杂浓度的sr2ytao6:xeu3+材料作为独立编码单元，其中：x=0.01、0.05、0.10、0.15和0.20 mol%的复合材料分别定义为编码等级1、2、3、4和5；

13、编码规则建立：根据预设编码规则，将不同浓度编码单元分别赋予数字编码，并建立数字编码与字母、数字、符号或图形信息之间的映射关系；

14、信息写入：按照预设编码矩阵，将不同浓度的sr2ytao6:xeu3+/pdms复合油墨分别沉积于标签基底的对应位置，形成二维浓度编码阵列；其中，每一个点阵位置代表一个独立信息单元，通过调整不同位置的eu3+浓度，实现隐藏信息的写入。

15、信息读取与解码：读取时，可采用一种或多种光学刺激方式：

16、① 紫外激发读取：

17、在254 nm紫外光照射条件下，不同浓度编码单元产生不同强度的红色发光信号，根据各位置发光强度等级获得对应编码值；

18、② 持久发光读取：

19、停止紫外激发后，不同浓度编码单元产生不同持续时间和强度的红色余辉信号，根据余辉强度差异进一步确认编码信息；

20、③ 光致变色读取：

21、在白光环境下，不同浓度编码单元表现出不同程度的灰度变化，通过颜色深浅或灰度等级读取对应编码值；

22、（5）多模式验证：

23、分别采用紫外刺激、x射线刺激作为信息写入方式，并通过发光、持久发光以及光致变色三种模式进行交叉验证；

24、当不同读取模式获得的编码序列一致时，即判定对应信息有效。

25、上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：

26、1、本发明提供一种 eu3+掺杂sr2ytao6可逆光致变色持久发光材料，所述材料以sr2ytao6为基体，以 eu3+为激活离子进行掺杂，形成一种兼具可逆光致变色与持久发光特性的双刺激响应特性的稀土掺杂无机发光体系。并将其用于多模态光学加密。其中，材料在不同刺激源下可形成可识别、可调控、可擦除的光学状态变化，并可结合发光、余辉和灰度着色差异实现多维信息读出，从而提升防伪和加密的技术等级与应用价值。

27、2、本发明涉及一种基于缺陷态调控的双刺激响应多模态光学编码材料。通过eu3+在sr2ytao6双钙钛矿结构中的选择性占位调控局域晶格环境，构筑氧空位相关陷阱能级，实现紫外和x射线双刺激下非对称可逆光致变色行为，并同时产生红色光致发光和持久发光响应。进一步利用eu3+浓度调控缺陷态分布，实现多级灰度编码和多维光学信息读取。本发明解决了传统光致变色材料功能单一、信息容量低和安全等级不足的问题。

28、3、本发明在同一材料体系中集成了可逆光致变色、光致发光和持久发光功能，实现了单一材料平台上的多模态光学响应，有利于提升信息加密和防伪识别的复杂度。本发明材料可同时响应紫外光和x射线两类刺激源，突破了传统单刺激光学防伪材料功能单一的局限，拓宽了材料在多场景、多权限和多条件识别中的应用范围。本发明通过调节 eu3+掺杂浓度，可实现着色深度、发光强度和余辉行为的可调控，从而构建灰度化、多层级和可编码的光学信息载体。本发明材料在写入、读取和擦除过程中具有良好的可逆性和重复性，可用于动态信息存储和循环防伪。本发明材料可进一步与印刷介质结合，具备图案化和工艺兼容性，适用于防伪标签、安全票据、保密图案和智能光学加密器件等应用场景。