基于二维材料复合薄膜的三阶非线性光学特性研究

【摘要】：本文主要采用真空抽滤法、液相剥离法和磁控溅射法制备了graphene/MoS_2和Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜,利用基本表征手段对graphene/MoS_2和Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜的形貌和结构进行了表征分析,利用紫外可见分光光度计和飞秒Z扫描技术等研究了样品的线性和非线性光学特性,通过改变磁控溅射的溅射条件来研究不同溅射条件下银薄膜对纳米复合膜的光学性质的影响,主要的研究结果如下:通过液相剥离技术,真空抽滤技术和磁控溅射技术分别成功的制备了MoS_2纳米膜,graphene纳米膜,Ag膜,graphene/MoS_2纳米复合膜和Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜。通过SEM,TEM和XRD对纳米复合膜进行了表征,所示结果均证实纳米复合膜的制备成功。利用Uv-Vis对MoS_2纳米膜,graphene纳米膜graphene/MoS_2纳米复合膜和Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜的线性吸收特性进行测量,发现所制备的graphene/MoS_2纳米复合膜的吸收高于graphene和MoS_2纳米膜并且与MoS_2相比较,graphene/MoS_2纳米复合膜的吸收峰没有出现变化。Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜有着与graphene/MoS_2纳米复合膜相似的吸收峰并且随着银的功率增加,吸收峰红移且带隙减小。飞秒Z扫描技术测试结果表明,graphene/MoS_2纳米复合膜有着优越于graphene和MoS_2纳米膜的非线性吸收,而银修饰之后获得的Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜的非线性吸收是高于graphene/MoS_2纳米复合膜的。并且随着直流银磁控溅射功率的增加,Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜的饱和吸收增强。与单一的graphene纳米膜和MoS_2纳米膜相比较,graphene/MoS_2和Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜有着1-2倍的非线性吸收的提高,并且Ag/graphene/MoS_2纳米复合膜的三阶非线性吸收特性是优越于graphene/MoS_2纳米复合膜。

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