碳納米管-半導體納米粒子雜化材料的制備及其非線性光學性質.pdf

1、論文指導小組成員楊仕平教授(博士)吳惠霞副教授(博士)楊紅副教授(博士)胡鶴講師(博士)學位申請人：張豪強指導老師：吳惠霞中文摘要自從被發(fā)現(xiàn)以來，碳納米管由于其獨特的結構和性質，包括高的比表面積、獨特的光電性質、高的機械強度及優(yōu)良的化學和熱穩(wěn)定性等，而在很多領域具有重要的應用前景。為了提高碳納米管的應用性能，人們在碳納米管表面修飾納米粒子以制備一維碳納米管／納米粒子雜化材料。迄今為止，人們已用不同的方法將各種有機、無機納米粒子組裝到碳納

2、米管上。半導體納米粒子的化學和物理性質可以通過改變它們的尺寸來進行調控，因此也受到人們的關注。將半導體納米粒子修飾在碳納米管上能夠將二者的優(yōu)良性質結合起來獲得新穎的納米雜化材料。已有各種半導體納米粒子，如Sn02、幣02、CdSe、Z110和CdS被修飾在碳納米管表面，但將三元硫屬化合物修飾在碳納米管上的報道很少。作為IIV(III)VI三元硫屬化合物中重要的一個系列，由于其具有優(yōu)異的非線性光學、熱力學和機械力學性能，CuSn(In)S

3、體系在非線性光學材料和中間帶隙半導體材料領域中具有潛在的應用價值。本碩士論文中，我們將三元硫屬CuSn(In)一S納米粒子修飾在碳納米管上，然后對所得雜化材料的組成、形貌、非線性光學性質和光限幅性能進行探究。全文共分為四章。第一章介紹了碳納米管的優(yōu)良性能和表面修飾納米粒子及其他物質的方法以及碳納米管及其雜化材料在非線性光學上的應用。同時也介紹了非線性光學和光限幅的原理及z掃描技術。最后提出了本論文的研究設想。第二章，我們將Cu3SnS4

4、(orCu2SnS3)NPs和兩種重要的半導體納米粒子，即Cu2S和Sn02，同時修飾在多壁碳納米管的表面上。Cu2S是一種p型半導體材料，而Sn02是一種n型半導體材料，他們具有獨特性質而受到關注。溶劑熱法是在溫和條件下制備納米晶材料的一種有效地方法。這里，我們通過溶劑熱處理聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)包裹的多壁碳納米管(MWCNTS)、氯化銅、氯化亞錫和硫脲的混合溶液，得到了一系列在碳納米管表面修飾兩種(Cu2S和Cu3SnS4，或Cu