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《河南大学》 2009年
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半导体纳米复合物的线性和非线性光学特性研究

王存修  
【摘要】: 激光的产生标志着非线性光学领域的诞生,随之由于非线性光学材料在光开关、光限幅、光通讯以及光计算等领域的广泛应用而引起人们日益广泛的研究,并取得了许多引人注目的成绩。非线性光学材料的种类很多,如有机材料,金属纳米颗粒,非线性晶体等,而半导体纳米颗粒分散在有机聚合物形成的复合物的非线性由于具有一系列新的独特的优点而渐受关注,成为当前非线性光学材料研究的热点之一。这种纳米复合材料不仅具有其中半导体纳米颗粒的本征光电性能,而且具有长程稳定性和良好的可加工性,纳米聚合物还能使纳米颗粒均匀分散其中,但这类材料研究时间还较短,还有很多新的现象和规律有待于深入的研究。 本论文主要利用吸收光谱、荧光光谱、透射电镜、皮秒激光z扫描系统等对硫化锌、硫化镉两种半导体纳米复合物的线性和非线性光学特性进行了研究,并从纳米颗粒的微观形貌和实验条件对实验结果进行了分析讨论,从量了尺寸效应、表面效应、热致非线性等方面探讨了该纳米复合材料的光学非线性的起源;研究了纳米颗粒浓度、不同退火温度对材料的线性和非线性光学性质的影响,通过对比,研究发现了它们之间的规律,同时还探讨了纳米颗粒的微观形貌对材料的非线性光学性质的重要影响,以便为这类新材料的深入研究提供一些更有价值的参考。本论文共分为四章,各章主要内容如下: 第一章,简要介绍了非线性光学的研究背景、发展现状及非线性光学材料的研究进展,尤其是半导体纳米复合物的研究背景和现状,介绍了测量三阶非线性光学性质的Z扫描技术的测量原理和方法。 第二章,详细研究了硫化锌聚乙烯吡咯烷酮纳米复合悬浮液在532nm皮秒激光激发下的三阶非线性光学特性,通过对实验数据的拟合得到了样品的非线性光学折射系数和吸收系数,以及三阶非线性极化率系数,通过对比结果发现材料的三阶非线性和纳米颗粒的浓度之间的关系,并从样品的微结构、实验条件等方面解释了本样品的非线性不同于相关样品的非线性的原因。(该工作己于2009年1月发表在《JOURNAL OF PHYSICS D》上)。 第三章,系统研究了硫化镉聚乙二醇(400)的纳米复合薄膜在不同退火温度下的线性和非线性光学特性。结果表明,随着退火温度的升高,该样品的吸收光谱和荧光光谱红移,样品在1064nm皮秒激光激发下具有正的非线性吸收系数和负的非线性折射系数,通过对实验数据的拟合,得到其三阶非线性极化率系数达10~(-9)esu,对比发现,随着退火温度的升高,样品的三阶非线性极化率系数变大,并从半导体纳米颗粒的量予尺寸效应和表面效应及样品的微观形貌等方面对材料较大的非线性进行了解释。(该工作文稿已投《Applied physics letiers》)。 第四章,对全文做了总结。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O437

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