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《哈尔滨工程大学》 2016年
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石墨烯/锡基纳米复合材料的光学非线性研究

雷震宇  
【摘要】:非线性光学的问世使得激光技术、光信息技术、材料分析等领域得到了飞速的发展。因此,人们对光学器件的多样化和性能也有了更高的需求,尺寸效应和量子限制效应展示出了良好的应用前景,激起了人们对纳米材料的光学非线性特性的研究兴趣,并很快成为研究热点。本文主要研究了石墨烯/锡基纳米复合材料的非线性特性,制备了石墨烯/二氧化锡(G/SnO2)、石墨烯/聚苯胺(G/PANI)以及不同G/SnO2含量的石墨烯/二氧化锡/聚苯胺(G/SnO2/PANI),在氢氩(10%氢气)环境中退火,并将所得样品分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,对他们进行非线性光学性能的研究。再将展示出最优性能的一组样品制备成PVDF有机薄膜,对其进行非线性光学性能的研究,主要内容如下:1、石墨烯、锡基纳米复合材料的制备。实验中制备了 G/SnO2、G/PANI以及不同G/SnO2添加量的G/SnO2/PANI纳米复合材料,并都在氢氩(10%氢气)环境下退火。结合XRD图,从G/SnO2退火产物的SEM图中可以看到平均直径约为150 nm的二氧化锡、锡核壳小球均匀分布在石墨烯片层上;从不同G/SnO2添加量的G/SnO2/PANI退火产物SEM图中可以看出二氧化锡、锡核壳小球的直径及数量都随添加量的增加而增加;而没有添加G/SnO2的G/PANI退火产物SEM图只能观测到聚苯胺的小颗粒。2、石墨烯、锡基纳米复合材料的非线性光学特性研究。通过对不同样品NMP溶液的Z扫描曲线进行分析,(G/SnO2)0.15/PANI退火产物相较于其他样品表现出最好的光学非线性性能。因此,将(G/SnO2)0.15/PANI的退火产物及样品制备成PVDF有机薄膜,对它们进行非线性光学性能的测试。最后将性能最好的(G/SnO2)0.15/PANI这组样品进行不同入射能量的Z扫描测试,从Z扫描曲线中可以看出样品表现出来饱和吸收向反饱和吸收的转变的过程,当输入能量达到41 μJ时完全变为反饱和吸收,即临界值为41 μJ。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O437;TB33

【参考文献】
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