過(guò)渡金屬納米體系的非線性吸收及光限幅研究.pdf

1、金屬納米粒子小尺寸的特點(diǎn)使其呈現(xiàn)出許多奇異的物理、化學(xué)性質(zhì)。對(duì)它的光學(xué)非線性、光限幅效應(yīng)的研究既可以加深人們對(duì)物質(zhì)與光相互作用的認(rèn)識(shí)，又能幫助人們發(fā)現(xiàn)影響其光限幅性能的因素，進(jìn)而指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、合成。所以對(duì)金屬納米粒子，特別是貴金屬納米粒子的光學(xué)非線性、光限幅的研究正在吸引越來(lái)越多的人的興趣。
　　本論文重點(diǎn)研究了具有保護(hù)劑包覆的金屬納米粒子、納米線和無(wú)機(jī)金屬團(tuán)簇的非線性吸收及光限幅特性。具體內(nèi)容如下:
　　從有效介質(zhì)

2、理論、局域場(chǎng)理論出發(fā)推導(dǎo)了金屬納米粒子分散系統(tǒng)的尺寸相關(guān)的有效介電函數(shù)，討論了分散系統(tǒng)中三階非線性的增強(qiáng)效應(yīng)、粒子的光限幅的尺寸效應(yīng)。
　　利用Z掃描方法，在532nm納秒激光脈沖激發(fā)下，觀察到了PVP保護(hù)的鉑納米粒子在非共振區(qū)由飽和吸收向反飽和吸收轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以飽和吸收和雙光子吸收為基礎(chǔ)建立了唯象模型，理論分析了這種轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并初步解釋了此效應(yīng)的微觀機(jī)理。
　　研究了PVP、咔唑、C60三聯(lián)吡啶(C60tpy)作包覆劑的金

3、、銀、鉑、鈀、釕等貴金屬對(duì)532nm的納秒、皮秒激光的光限幅行為。研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)PVP、咔唑而言，保護(hù)劑C60tpy對(duì)金屬納米粒子的光限幅具有明顯的增強(qiáng)效應(yīng)。分析了保護(hù)劑C60tpy對(duì)光限幅性能增強(qiáng)作用的機(jī)理。
　　研究了金納米粒子的大小對(duì)其納秒光限幅性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定尺寸范圍內(nèi)，金納米粒子的光限幅性能隨尺寸增大而增強(qiáng)；當(dāng)超過(guò)某一尺寸后金屬納米粒子的光限幅性能隨尺寸增大反而變得越來(lái)越差。證明金納米粒子光限幅能力隨尺寸的變

4、化是非單調(diào)的。
　　研究了C60tpy保護(hù)的鉛納米線的皮秒、納秒光限幅特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鉛納米線的皮秒光限幅性能明顯好于納秒光限幅性能。另外，鉛納米線的納秒光限幅具有明顯的溶劑效應(yīng)，所用的溶劑的沸點(diǎn)越低，限幅越好。實(shí)驗(yàn)還證明這種光限幅的溶劑效應(yīng)在C60tpy保護(hù)的鉑納米粒子中也存在。對(duì)溶劑效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　在532nm處，研究了立方籠形無(wú)機(jī)金屬團(tuán)簇[(n-Bu)4N]3[MoS4Ag3Cl4]的納秒、皮秒光限幅特性