多壁碳納米管-二氧化鈦復(fù)合材料的光限幅性能研究.pdf

1、自光限幅這一概念被提出以來(lái)，關(guān)于限幅材料和限幅器件的科研工作一直是各類學(xué)科的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。作為一種新型功能性納米材料，碳納米管（CNTs）是由碳原子交替鏈接構(gòu)成的同軸空管，其獨(dú)特空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使其在力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域得到了世界范圍的關(guān)注。近年來(lái)研究證明 CNTs和傳統(tǒng)的光限幅材料或器件相比，其非線性限幅性能有十分明顯的提升。眾多學(xué)者對(duì)CNTs的非線性限幅性質(zhì)的探索都做出了重要的貢獻(xiàn)，針對(duì)單壁碳納米管（SWCNTs）、多壁碳納米管

2、（MWCNTs）及其衍生物的光限幅工作原理與作用機(jī)制進(jìn)行了一系列總結(jié)概括。作為另一種具備優(yōu)異非線性光學(xué)性能的材料，半導(dǎo)體材料伴隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，在近年來(lái)各類科研領(lǐng)域也取得了卓越的成果及進(jìn)步。二氧化鈦（TiO2）作為寬帶隙半導(dǎo)體，由于其無(wú)毒性、低成本、性質(zhì)穩(wěn)定及高光催化性，在材料與光電等交叉學(xué)科一直備受矚目。為了提升CNTs的光限幅性能及器件化可能，本文將TiO2納米粒子裝飾在MWCNTs表面，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)獲得更出色的限幅材料。<

3、br>　　本文重點(diǎn)通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)了MWCNTs/TiO2復(fù)合材料的光限幅性能，并對(duì)其產(chǎn)生機(jī)制及作用機(jī)理進(jìn)行分析討論。為了能過(guò)詳細(xì)介紹及解釋 MWCNTs/TiO2的光限幅特性，我們選取了溶膠-凝膠法合成 MWCNTs/TiO2復(fù)合材料，采用完整的分散方法對(duì)材料進(jìn)行分散。通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)手段分析材料的性質(zhì)，并利用Z掃描技術(shù)對(duì)MWCNTs/TiO2的光限幅性能及工作原理進(jìn)行研究。
　　第一章介紹了激光防護(hù)與光限幅基本理論及概念，并總結(jié)了

4、 CNTs、半導(dǎo)體材料在這方面的研究歷程與發(fā)展趨勢(shì)。第二章重點(diǎn)描述了Z掃描技術(shù)，對(duì)該技術(shù)引申的光限幅機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)解釋，并建立非線性吸收的理論模型。第三章介紹了MWCNTs/TiO2復(fù)合材料的具體制備及分散過(guò)程，并利用TEM、SEM、XRD、UV-VIS等表征實(shí)驗(yàn)對(duì)該材料的性質(zhì)及分散效果進(jìn)行分析。第四章通過(guò)Z掃描實(shí)驗(yàn)手段對(duì)MWCNTs/TiO2的限幅性能及限幅機(jī)理進(jìn)行確定，給出具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。第五章主要對(duì)比了幾種MWCNTs/TiO2光限