非共價鍵修飾的碳納米管光限幅特性研究及器件制備.pdf

1、本文主要研究了碳納米管材料的有效分散及其分散懸浮液的光限幅特性，并進行了相關(guān)實驗。試驗中選擇了兩種離子液體表面活性劑作為分散試劑，采用超聲-離心-超聲等多種手段進行分散，并通過SEM場掃描電鏡和傅里葉紅外光譜儀來分析研究懸浮液的穩(wěn)定性。自行設(shè)計了光限幅實驗過程，測定了光限幅材料的限幅效果，繪制了光限幅特性曲線，并從試驗現(xiàn)象和試驗結(jié)果分析了碳納米管懸浮液的光限幅機理。
　　 第一章緒論對光限幅技術(shù)做了簡介，介紹了碳納米管材料的分散

2、現(xiàn)狀，并講述了光限幅技術(shù)的國內(nèi)外研究狀況。第二章從線性機理到非線性機理介紹了現(xiàn)有的光限幅原理，重點講述了非線性散射、非線性吸收(雙光子吸收(TPA)、反飽和吸收(RSA)、激發(fā)態(tài)吸收(ESA)、自由載流子吸收(FCA))及非線性折射。第三章介紹了光限幅材料。從傳統(tǒng)的線性光限幅材料到現(xiàn)在熱門研究的非線性光限幅材料，以及電致變色材料，并分析了各種材料優(yōu)缺點。重點講述碳納米管材料的研究及使用情況。第四章為實驗過程，包括不同分散劑用于碳納米管分

3、散的詳細實驗過程，以及分散液穩(wěn)定性測試實驗、碳納米管分散液的光限幅特性實驗。給出了實驗結(jié)論和光限幅特性曲線，分析了不同分散劑對碳納米管材料的限幅影響，最后分析了負壓環(huán)境提高光限幅效果的可能。
　　 實驗結(jié)果表明，對碳納米管的分散非常有效，SEM電鏡圖顯示的碳納米管表面被離子液體表面活性劑分子纏繞，易容于水溶液的基團會拉動碳納米管向溶液的延伸，碳納米管表面的疏水力會使得不易溶的部分更好的分散。光能量傳輸曲線表明碳納米管懸浮液確實有

4、較好的光限幅效果，同時也證明了負壓環(huán)境對光限幅存在貢獻。碳納米管懸浮液的限幅機理不僅是非線性吸收，還存在非線性散射效應(yīng)。
　　 本文主要創(chuàng)新點:
　　 1.用離子液體表面活性劑成功實現(xiàn)了對碳納米管的分散，通過物理方法實現(xiàn)了對多壁碳納米管的非共價鍵修飾，最終形成非常穩(wěn)定的碳納米管懸浮液。
　　 2.引入了負壓環(huán)境，實驗表明負壓環(huán)境對光限幅存在不同重度的貢獻。負壓的引入會改變液體內(nèi)的微氣泡形態(tài)變化，以此分析了離子液體