钼酸锌纳米片的制备及其非线性光学特性研究

论文摘要

随着非线性光学技术的不断发展,相应的非线性光学材料的研究也变得更加迫切,这其中最重要的就是研制出具有较佳非线性光学性能的新材料或者开发已有材料的非线性光学性能。钼酸锌作为一种钼酸盐材料,其发光性能研究的较多,而在非线性光学特性方面的研究较少。本论文中通过热水浴法合成片层结构的钼酸锌纳米材料,将其制作成有机玻璃的形式,并研究其非线性光学性能,研究发现钼酸锌纳米材料在非线性光学方面具有一定的潜在应用价值。本论文的主要研究内容如下:1.钼酸锌纳米片的制备及表征通过热水浴法制备出氧化钼纳米棒,并且将制备得到的氧化钼纳米棒跟乙酸锌结合反应。分别讨论了水醇比例、反应温度、乙酸锌的添加质量以及退火温度对合成钼酸锌纳米片的影响。通过SEM、XRD、TEM等手段对钼酸锌纳米片进行形貌结构表征,并确定其分子式为Zn3[Mo2O9]。通过室温下荧光光谱分析法研究其光致发光性能,测得激发光谱谱峰位于波长433 nm处,据此计算得到钼酸锌纳米片的光学带隙大小Eg为2.86eV,发射光谱谱峰位于波长642 nm处,发射红色荧光。2.钼酸锌纳米片有机玻璃（Zn3[Mo2O9]）/PMMA的制备将钼酸锌纳米片研磨成粉末后与甲基丙烯酸甲酯（10.352 g）结合,在偶氮二异丁腈（0.031 g）做催化剂的情况下,制备成钼酸锌纳米片有机玻璃（Zn3[Mo2O9]）/PMMA。通过控制钼酸锌纳米片的添加质量制备了含不同钼酸锌纳米片质量的有机玻璃,其中钼酸锌纳米片的添加质量分别为4 mg、6 mg、8 mg以及12 mg。钼酸锌纳米片有机玻璃的厚度为1 mm,长度为20 mm,宽度为15 mm。3.（Zn3[Mo2O9]）/PMMA的非线性光学性能研究测试了上述添加质量分别4 mg、6 mg、8 mg和12 mg的钼酸锌纳米片有机玻璃的紫外–可见吸收光谱,发现添加质量为12 mg的钼酸锌纳米片具有最强的线性吸收。采用开孔Z–扫描的方法研究了其非线性吸收特性。以添加质量为4 mg钼酸锌纳米片有机玻璃为研究对象,其中输入能量大小分别为50μJ、55μJ、60μJ、65μJ、70μJ和75μJ。当输入能量为50μJ开始表现出反饱和吸收的特性,随着输入能量的增大其反饱和吸收逐渐增大至饱和。当输入能量达到75μJ时,非线性吸收系数达到最大值β=1×10–9mW–1。确定输入能量为75μJ,对添加质量分别为4 mg、6 mg、8 mg以及12 mg的钼酸锌纳米片有机玻璃进行非线性光学测试,发现添加质量为6 mg的钼酸锌纳米片有机玻璃表现出最高的非线性吸收,其非线性吸收系数大小为β=1.83×10–9mW–1,且随着钼酸锌纳米片添加质量增大,钼酸锌纳米片的非线性吸收系数先增大后减少。通过钼酸锌纳米片的能级结构图对其非线性吸收机制进行分析,对以上结论给出了合理的解释,说明钼酸锌材料是一种潜力较大的非线性光学材料。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张坤

导师: 陈玉金

关键词: 光致发光,有机玻璃,非线性光学,扫描

来源: 哈尔滨工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,材料科学

单位: 哈尔滨工程大学

分类号: O437;TB383.1

总页数: 84

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标签：光致发光论文;  有机玻璃论文;  非线性光学论文;  扫描论文;