摻雜金納米粒子光致聚合物材料全息存儲特性研究.pdf

1、丙烯酰胺基水溶性光致聚合物材料憑借其優(yōu)異的全息存儲特性一直以來都是高密度全息存儲材料中的研究熱點。近年來,研究者們向光致聚合物體系中加入各種納米粒子以期進一步提高材料的衍射效率、折射率調(diào)制度、曝光靈敏度和動態(tài)范圍等參數(shù)。金納米粒子具有高電子密度、介電特性和催化作用、能與多種生物大分子結合等特點,因而成為人們研究最廣泛的納米材料之一。本文將制備出的金納米粒子溶膠摻入水溶性的丙烯酰胺基光致聚合物中,并對金納米粒子溶膠、納米粒子光致聚合物復合

2、材料的制備方法和全息性能進行了深入研究和探討。
　　首先,我們利用檸檬酸鈉還原四氯金酸的方法制備出了表面包覆檸檬酸根的金納米粒子溶膠,經(jīng)SEM觀測,其粒徑大小均勻、單分散性良好。與金的塊狀材料XRD數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)金納米晶粒仍是面心立方結構,根據(jù) Scherrer’s公式,由各峰值的半高寬度與布拉格角估算出晶粒平均直徑為19nm。我們將包裹檸檬酸根的金納米粒子摻入到光致聚合物中,通過改進制備手段使金納米粒子均勻分散于所制得的樣品干膜,

3、對摻雜不同濃度金納米粒子的光致聚合物樣品進行全息參數(shù)測試,得到了一個金納米粒子最優(yōu)摻雜濃度。利用熱力學平衡條件對因金納米粒子濃度改變而導致的樣品全息參數(shù)變化的分析結果與實驗結果較為吻合,在金納米粒子摻雜濃度8.463×10-5mol/L時材料的衍射效率有15％的提升,材料縮皺降至0.8%。
　　其次,我們分別以單步還原法、兩步還原法和晶種法制得五種不同金納米粒子溶膠,利用 Mie理論對其吸收光譜進行分析并估算出五種金納米粒子的平均

4、粒徑為6nm、12nm、19nm、26nm和40nm,分別將不同粒徑的金納米粒子溶膠摻入到光致聚合物樣品中,對各個樣品的全息參數(shù)測試結果表明摻雜12nm金納米粒子的光致聚合物樣品最大衍射效率可達90%,布拉格偏移為0.04°,材料縮皺現(xiàn)象較未摻雜樣品有明顯改善。我們利用瑞利散射公式分析了摻雜粒徑改變對樣品全息特性的影響,利用方波粒度公式對不同粒徑金納米粒子摻雜的光聚物樣品的曝光誘導期縮短和雙擴散現(xiàn)象進行分析,較好的解釋了實驗結果。