【摘 要】
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材料技术的发展为非线性光学带来大量的新型材料。石墨烯已被证明有着显著的三阶非线性光学(NLO)性质,如热致非线性散射(NLS)和光限幅(OL),以及二阶和三阶的非线性饱和吸收(SA),还有超快载流子吸收与宽带共振非线性光学响应。虽然单纯的石墨烯难以在大多数有机溶剂中稳定存在,但是石墨烯的最大优点是可以通过化学手段使其通过共价键合的方式与有机分子结合从而进行修饰,通过结合不同的基团进而形成多功能非线
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材料技术的发展为非线性光学带来大量的新型材料。石墨烯已被证明有着显著的三阶非线性光学(NLO)性质,如热致非线性散射(NLS)和光限幅(OL),以及二阶和三阶的非线性饱和吸收(SA),还有超快载流子吸收与宽带共振非线性光学响应。虽然单纯的石墨烯难以在大多数有机溶剂中稳定存在,但是石墨烯的最大优点是可以通过化学手段使其通过共价键合的方式与有机分子结合从而进行修饰,通过结合不同的基团进而形成多功能非线性光学材料。而酞菁(Pc)类材料已经被证实有着出色的非线性光学性质。因此在氧化的石墨烯(GO)共价键合引入酞菁类材料,可以改善其溶解性及三阶非线性光学性质。因此制备了两类石墨烯与酞菁的复合体系,一类是石墨烯与羧基酞菁的共价键合材料,一类是石墨烯与磺酸基、竣酸基、醚链等酞菁非共价复合材料。将氧化石墨烯与四竣基酞菁,通过乙二胺连接起来,合成了三种未见文献报道的酞菁-乙二胺-石墨烯共价键合物:β-羧基空心酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcH2)、β-羧基锌酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcZn)和β-羧基铜酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcCu)。并用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱以及紫外-可见光谱对其结构进行了表征。采用Z扫描技术在532 nm波长、4ns脉冲宽度的条件下对上述两类材料进行了非线性光学性质研究。将同样的质量摩尔浓度的键合材料与酞菁、石墨烯的三阶非线性极化率进行比较,研究键合效应对于三阶非线性光学效应的影响。并用激光闪光光解仪在355 nm激光波长、4ns脉冲宽度下对GO-ZnPc进行了研究。比较了竣基酞菁锌以及GO-PcZn的时间分辨谱和三线态寿命。研究结果表明酞菁-氧化石墨烯之间的不仅存在电子转移,而且电子转移对氧化石墨烯的非线性有着显著的影响。研究了两种浓度配比的石墨烯-酞菁混合物的非线性光学性质,探讨了浓度配比对非线性光学性质的影响。同时研究了在不同能量下共价及非共价效应对于非线性光学性质的影响。
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