酞菁类光限幅功能材料

酞菁及其衍生物是一类能在相当宽的紫外可见吸收光谱范围内通过激发态吸收过程限制纳秒激光脉冲强度的理想光限幅材料之一,可以保护人眼、光学仪器、传感器等免受激光损伤.由于酞菁分子结构的灵活性,可以在很大程度上通过结构设计或修饰来调节其光限幅响应能力.对酞菁进行轴向取代修饰能有效地防止材料聚集行为,增强材料的非线性光学和光限幅能力.这类酞菁的纳秒非线性吸收和光限幅行为主要取决于电子吸收谱中位于Q-带和B-带之间的激发态吸收性能.着重介绍了近年来基于可溶性轴向和侧基取代的酞菁及其衍生物的光限幅功能材料研究的最新进展.     

Ti、Zn掺杂对Co2Z电磁性能的影响

用固相反应法制备了Ti4+、Zn2+取代的Co2Z(Ba3Co2Fe24-xMO41,M=Ti、Zn, x=0.2～0.6)平面六角结构软磁铁氧体并对其电磁特性进行了研究.X-射线衍射结果表明样品表现出典型的Z型平面六角铁氧体构型.Ti4+、Zn2+ 取代会增加铁氧体内载流子的浓度,从而影响Co2Z的电磁性能.实验中用4991A阻抗/材料分析仪测试室温条件下Ba3Co2Fe24-xTixO41(x=0、0.2、0.4)和Ba3Co2Fe24-xZnxO41(x=0、0.2、0.4、0.6)样品在5 MHz～1 GHz 范围内的磁导率频谱和介电常数频谱.实验结果表明,Ti4+取代Fe3+会增加Co2Z的起始磁导率,降低Co2Z的介电共振.而Zn2+取代Fe3+会引起起始磁导率的下降,增加Co2Z的介电共振,且在共振频率附近介电常数为负值.Co2Z的负介电常数特性使它可作为负介电常数介质用于左手材料的制备.     

烷氧基酞菁铅类反饱和吸收化合物的制备及性质研究

合成了三种烷氧基取代的金属酞菁铅，利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱(HNMR)等方法，验证了化合物的分子结构。将它们分别掺入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中，制备出具有非线性光学性质的复合材料。测试了它们在甲基丙烯酸甲酯中的可见光谱(200～800nm)。用波长为532nm的YAG倍频调Q脉冲激光以8ns的脉冲速率测试复合材料的反饱和吸收的光限幅特性，使用现象学的方法对它们的光限幅现象进行了拟合。拟合结果与实验结果基本一致。三种化合物中叔丁烷氧基酞菁铅反饱和吸收效果最好，这是由于短支链基团有利于酞菁环自身结构的共轭性提高，并能够阻止酞菁分子间发生低聚。     

中心金属原子对萘酞菁化合物激发态的光学非线性增强效应

应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明,两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数分别为6.5410-10 m/W和3.9010-10 m/W;非线性折射系数率n2分别为1.6810-10 esu和8.0410-11 esu;二阶分子超极化率系数分别为3.4410-28 esu和2.5710-28 esu,CS2二阶分子超极化率系数为4.3210-33 esu;两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明,萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性,且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。     

新型萘酞菁化合物的反饱和吸收和光限幅特性研究

报道了四溴代萘酞菁铜的反饱和吸收和光限幅特性.通过对比研究,分析了金属原子和溴原子的引入对激发态光物理特性的影响.溴取代萘酞菁铜的光限幅性能优于萘酞菁铜和富勒烯.     

含酞菁功能基聚苯胺的光电性能

对用酞菁铜功能基改性的两种分子结构的聚苯胺( 掺杂型和接枝型) 进行了光电性能的测量。根据紫外吸收谱发现,用酞菁铜磺酰氯接枝的聚苯胺和酞菁铜磺酸掺杂的聚苯胺均在可见光区、近红外区具有较强的吸收。使用光源照射改性后的聚苯胺片材及薄膜,光电流显著增长,酞菁铜磺酰氯接枝的聚苯胺经照射后光电流最大可达到10 m A( 电压为0 .5 V) 。可见,用酞菁铜功能基改性的聚苯胺光电导性能得到改善。     

非中心对称的萘酞菁LB膜非线性光学特性的实验研究

研究了两种非中心对称萘酞菁化合物LB膜的制备及其光谱特性,并采用二次谐波产生技术研究了它们的二阶非线性光学特性。实验结果表明,不同的取代基对萘酞菁化合物的二阶非线性影响非常大,三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率χ( 2 ) 为3 .7×10 - 8esu ,约为三叔丁基萘酞菁的3 7倍。     

不对称取代萘酞菁化合物的LB膜及二阶非线性光学特性研究

近年来,人们对萘酞菁类化合物的研究兴趣不断增加,这主要是由于萘酞菁类化合物比酞菁类化合物具有更大的共轭体系,共轭π-电子更为丰富,因此它们在许多方面的性能比相应的酞菁化合物优越得多.萘酞菁化合物巨大的共轭π-电子体系容易被极化,有利于产生非线性光学效应.利用Langmuir-Blodgett(LB)技术能够制备纳米尺度上精确可控的、有序排列的、非中心对称结构的超薄膜,实现大的宏观二阶非线性极化率. 实验所用的两种不对称取代萘酞菁化合物是由中科院感光化学所合成的,分别为三叔丁基萘酞菁(简写为NPC1)、三叔丁基氰基萘酞菁(简写为NPC2).LB多层膜的制备是在德国R&K公司制造的Langmuir槽制膜系统上完成的. 实验表明,两种不对称取代萘酞菁化合物均能在气液界面上形成稳定的单分子膜,并能很好地转移到固体基板上形成LB多层膜;它们在稀溶液中主要以单体分子的形式存在,而在LB膜中则主要是以聚集体的形式存在;尽管这两种萘酞菁化合物均能产生二次谐波信号,但是由于它们的结构不同,其二阶非线性极化率系数的大小相差较大,三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率系数χ(2)为3.7×10-8 esu(或超极化率β为7.2×10-30 esu),约为三叔丁基萘酞菁的37倍.这主要是由于氰基具有很强吸电子的能力,使NPC2分子内形成了较大的偶极矩,LB膜使得分子有序排列,因而LB膜宏观的偶极矩也较大,从而具有较大的二阶非线性极化率.(OB16)     

微量Co2+掺杂ZnO粉体的结构和光学性能研究

采用球磨法制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.004,0.008)纳米粉体,分别利用XRD,PL光谱和紫外-可见吸收光谱对样品进行了表征。XRD图谱显示样品呈六方纤锌矿结构,随着Co2+离子掺杂量的增加,晶格常数和平均晶粒尺寸略有减小。在PL光谱上观察到三个发光带:370nm处的本征发光峰、468nm附近的强蓝光发光峰,以及533nm附近的绿光发光峰。和球磨样品相比,1 200℃退火的样品的发光强度明显增强,这归因于退火使样品晶粒长大。在紫外-可见吸收谱上可以观察到两个吸收带:由ZnO的带隙吸收引起的360～388nm的强紫外吸收带和由Co2+离子的d-d跃迁引起的565nm附近的可见光吸收带。因此通过调节Co2+掺杂量和选择适当的退火温度可制备高质量的发光材料。     

BZN基焦绿石陶瓷的介电性能与精细结构研究

采用固相反应法合成了具有焦绿石立方相的(Bi1.5Zn0.5)(Nb0.5M1.5)O7(M=Ti、Sn、Zr、Ce)化合物,利用扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)探索焦绿石化合物的精细结构信息。结果表明,四种组成样品的εr=61～210、tanδ=0.002 0～0.020 6,其介电性能的差异,一个关键因素是B位取代离子造成了A位Zn离子局域精细结构的变化,进而导致材料内部极化程度的巨大改变。     

光记录酞菁薄膜

本文研究了酞菁薄膜在红外区域的吸收光谱，报导了该酞菁薄膜的光记录特性．     

InP/In_xGa_(1-x)As异质结构中Zn元素的扩散机制

采用闭管扩散方式实现了Zn元素在晶格匹配InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As及晶格失配InP/In_(0.82)Ga_(0.18)AS两种异质结构材料中的P型掺杂,利用二次离子质谱(SIMS)以及扫描电容显微技术(SCM)对Zn在两种材料中的扩散机制进行了研究.SIMS测试表明:Zn元素在晶格失配材料中的扩散速度远大于在晶格匹配材料中的扩散速度,而SCM测试表明:两种材料中的实际PN结深度与SIMS测得的Zn扩散深度之间存在一定的差值,这是由于扩散进入材料中的Zn元素并没有被完全激活,而晶格失配材料中Zn的激活效率相对更低,使得晶格失配材料中Zn元素扩散深度与PN结深度的差值更大.SCM法是一种新颖快捷的半导体结深测试法,对于半导体器件工艺研究具有重要的指导意义.     

新型四酰胺基铝酞菁的制备及其在体光动力抗癌活性研究

为寻求在红光区具有良好光动力治疗（PDT）抗癌活性的新型四取代铝酞菁光敏剂，以4-硝基邻苯二甲酸为原料，用苯酐尿素法合成了四氨基铝酞菁（TAAIPc）、四乙酰胺基铝酞菁（TAcAAIPc）、四丙酰胺基铝酞菁（TPrAAIPc）和四丁酰胺基铝酞菁（TBuAAIPc）。表征了所得产物的结构，测试了其荧光光谱和急性毒性；并在输出波长532nm下测定了其光动力抗癌活性。结果表明，所得的酰胺基取代系列铝酞菁对小鼠无明显毒性。当注射剂量为20mg／kg时，上述四种铝酞菁光敏剂对小鼠S180实体瘤的抑瘤率分别为44．96％，45．87％．45．62％和48．65％，差别不明显。加大剂量至40mg／kg时，抑瘤率依次为39．16％，42．81％，40．56％和51．82％。在此剂量下，四丁酰胺基铝酞菁表现出较高的光动力治疗抗癌活性。     

Zn 、Ti 、Sn 取代的锂铁氧体饱和磁化强度研究

采用普通陶瓷工艺,并加入微量杂质：Bi2O3,NiO,Co2O3和MnCO3,且利用氧气氛烧结制备了目前尚未见报道的锂铁氧体Li0.625Zn0.1Ti0.25Sn0.1Fe1.925O4。该材料具有较高的居里温度和较低的介电损耗。利用Pierre weiss分子场理论,自发磁化理论对Li0.625Zn0.1Ti0.25Sn0.1Fe1.925O4锂铁氧体的比饱和磁化强度随温度的变化进行了理论计算,结果表明,铁,钛离子取代了B位的铁离子,而锌取代了A位的铁离子。     

旋涂法制备可溶性酞菁薄膜的光存储性能研究

研究了烷基取代的可溶性金属酞菁化合物Ｐｒ４ＭＰｃ／ＰＭＭＡ的ＤＩＰ薄膜的光谱特性和光存储性能．研究表明,该薄膜在可见光波段有优良的吸收和反射特性,以该薄膜作记录介质的５″光盘的静态测试显示其反射对比度大于３５％,动态测试信噪比大于４０ｄＢ。     

α和β晶型酞箐铜纳米颗粒的光谱研究

在水溶液中分别对α和β晶型酞菁铜(CuPc)初始粉末进行激光消融制备得到了其相应的纳米颗粒.X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-Vis)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对其分析表明激光消融前后酞菁铜相应的两种晶型均没有发生变化,说明α和β晶型的酞菁铜在激光消融过程中都是稳定的,激光消融作为制备这两种晶型酞菁铜纳米颗粒的方法是简单有效的.     

新型可溶性亚酞菁旋涂薄膜的光学常数

通过旋涂法在单晶硅片上制备了一种新型可溶性亚酞菁 (三新戊氧基溴硼亚酞菁 )薄膜。利用全自动椭圆偏振光谱仪研究了该薄膜的椭偏光谱 ,测量了其复折射率、复介电函数和吸收系数 ,并对其吸收谱的成因作了分析     

Zn/Co金属有机框架的制备及其对正丁醇的气敏特性

采用水热法合成了Co3O4、ZnO和Zn/Co金属有机框架(Zn/Co-MOF)纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌和晶体结构进行了表征,分析结果表明制备的Zn/Co-MOF为边长约300 nm的立方体结构。制备了基于Co3O4、ZnO和Zn/Co-MOF纳米结构的气体传感器,并对正丁醇进行了气敏性能研究。实验结果表明:三种气体传感器对正丁醇均有明显的响应,其中Zn/Co-MOF气体传感器的气敏性能最优。Zn/Co-MOF气体传感器最佳工作温度为200℃,其对体积分数为1×10^-4正丁醇气体的灵敏度为59.18,响应/恢复时间分别约为39 s和40 s。同时,Zn/Co-MOF传感器还具有良好的选择性、重复性和长期稳定性。     

Ti~(4+)-Zn~(2+)复合取代对Co_2Z六方铁氧体电磁性能的影响

采用固相反应法制备Co2Z型六方铁氧体材料Ba3Co2TixZnxFe24–2xO41。研究了Ti4+-Zn2+复合取代对其显微结构和电磁性能的影响。结果表明:随Ti4+-Zn2+取代量的增加,材料磁导率实部μ'与介电常数实部ε'先增加后减小;矫顽力Hc先减小后增加。当取代量x=0.50时,具有最大的μ'(约17)以及最小的Hc(1700.64A/m)。Ti4+-Zn2+复合取代改变了晶粒的大小和形状,从而改变了材料的体密度和择优取向,进而提高其磁导率实部μ'。     

Zn_(0.7)Co_(0.3)(Ti_(1-x)Sn_x)Nb_2O_8陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8(x=0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)微波陶瓷。研究了Sn取代Ti对Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8微波介质陶瓷的物相结构与介电性能的影响。XRD研究表明,Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8陶瓷主晶相为ZnTiNb2O8,有极少杂相Zn0.17Ti0.5Nb0.33O2存在;随着Sn含量的增加,陶瓷晶格常数增大,晶胞体积变大,陶瓷密度增大;电子扫描显微镜(SEM)显示随着Sn含量增加陶瓷结构致密;相对介电常数εr逐渐变小,温度系数τf逐渐变小,Q×f值逐渐增大;当Sn含量为0.35时,烧结温度为1 080℃,εr=30.5,Q×f=46 973GHz,τf=-45.4×10-6/℃。