不同尺寸銀納米粒子的光學(xué)非線性研究.pdf

1、光學(xué)二次諧波的發(fā)現(xiàn)，不僅標(biāo)志著非線性光學(xué)這一學(xué)科的誕生，同時(shí)也促進(jìn)了非線性光學(xué)材料的發(fā)展。納米材料因其具有表面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，久保效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等等獨(dú)特的性質(zhì)而為人們所廣泛關(guān)注。特別是金屬納米材料，它具有其他材料不具備的物理、化學(xué)、生物等性質(zhì)，尤其是非線性光學(xué)特性。當(dāng)金屬納米粒子與入射光相互作用時(shí)，會(huì)引起金屬納米粒子的表面等離子體共振效應(yīng)，這種效應(yīng)所引起的局域電場(chǎng)增強(qiáng)會(huì)促使材料自身的光學(xué)非線性效應(yīng)加大，響應(yīng)速度加快，這正是超

2、快光電器件制備的關(guān)鍵所在，又因?yàn)榻饘偌{米粒子的表面等離子體共振吸收峰在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，因此受到廣泛的研究。在金屬納米粒子中Ag納米粒子的表面等離子體共振效應(yīng)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)是最強(qiáng)的，這是由于其帶間躍遷與表面等離子體共振效應(yīng)共振峰是相互錯(cuò)開(kāi)的。據(jù)研究，金屬納米粒子的SPR共振吸收峰的數(shù)量、位置以及光學(xué)非線性效應(yīng)與金屬納米顆粒尺寸、形貌相關(guān)。由此可以通過(guò)改變金屬納米顆粒的微觀形貌和尺寸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬納米材料特性的改良。
　　所以我們選擇

3、3nm、10nm、30nm、100nm四個(gè)尺寸的Ag納米粒子為研究對(duì)象，使用分光光度計(jì)測(cè)量了它們的紫外可見(jiàn)吸收光譜，發(fā)現(xiàn)它們的共振峰分別為406nm、409nm、413nm、449nm。首先，利用開(kāi)孔Z掃描技術(shù)研究了能量對(duì)于各尺寸銀納米粒子的非線性吸收特性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3nm的銀納米粒子呈現(xiàn)出反飽和吸收特性，而較大尺寸的納米粒子會(huì)隨著能量的增加出現(xiàn)由飽和吸收向反飽和吸收轉(zhuǎn)化的過(guò)程。其次，利用閉孔Z掃描技術(shù)研究能量對(duì)于各尺寸銀納米粒子