有機無機二維雜化材料的制備及非線性光學性質研究.pdf

1、隨著激光科學的發(fā)展，有關非線性光學材料的研究引起了科學家越來越多的關注。非線性光學材料表現出來的飽和吸收、反飽和吸收、非線性折射等特性，使其可以被廣泛應用于激光鎖模、激光防護及光開關等領域。近年來，基于石墨烯及類石墨烯結構的二維材料以其優(yōu)越的物理和化學性質引起了研究者極大的興趣，而針對該類二維材料的非線性光學性質的研究還相對較少。理論研究表明當材料的厚度減小至單原子層厚度時，其電子會被局域在該二維平面，從而導致材料的光學和電學性質較之于

2、塊體材料發(fā)生很大的變化。本論文以石墨烯、硫化鉬、硫化鎢及并五苯衍生物為基礎，設計并合成了數個有機無機二維雜化材料，利用Z-掃描和瞬態(tài)吸收等技術研究了這些材料在不同條件下的非線性光學性質。
　　本論文的主要工作包括以下幾個部分：
　　1.合成了還原氧化石墨烯-硫化鉛（rGO-PbS）納米異質結材料，并利用開孔Z-掃描技術研究了其非線性光學性質。該雜化材料無論在可見光區(qū)（532 nm）還是近紅外區(qū)（1064 nm）都具有比單獨的

3、氧化石墨烯（GO）和PbS量子點更強的光限幅響應。我們進一步又把該復合材料摻雜到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中制成高聚物復合薄膜，測得該薄膜也具有良好的光限幅特性。
　　2.提出了聚三己基噻吩（P3HT）修飾二維硫化鉬（MoS2）的新策略，合成了新型有機半導體與二維半導體材料復合的納米異質結材料 P3HT-MoS2。該異質結材料能夠很好地分散于數種有機溶劑中，通過開孔 Z-掃描測試發(fā)現在相同的入射激光能量下，MoS2以及P3HT主

4、要表現為飽和吸收性質，而P3HT-MoS2異質結材料則轉化為反飽和吸收。
　　3.制備了基于WS2和TiC納米片的飽和吸收器件。將WS2和TiC納米片附著到金鏡片上制成反射型飽和吸收器件，把該器件應用于摻銩光纖激光器的空腔中，成功地實現了2μm波段處的激光鎖模。
　　4.系統地研究了三種并五苯衍生物的三階非線性光學性質，提出了單線態(tài)裂分誘導的激發(fā)態(tài)吸收機理。該類材料在532 nm激光照射下，具有比傳統的C60具有更強的光限幅