金纳米线-介孔二氧化硅薄膜的制备和非线性光学性能研究

利用热气流法制备的宏观平行取向介孔二氧化硅薄膜为载体, 经氨基硅烷APTS对孔道进行表面修饰后, 在介孔孔道中原位生成了金纳米线。研究结果表明: 由于介孔孔道的限制效应, 在氯金酸的乙醇溶液中浸泡较长时间后, 利用氢气还原可获得长径比较大的金纳米线。Z扫描测试表明, 这种金纳米线-介孔二氧化硅复合薄膜材料具有明显的非线性光学特性。在532 nm的激光下, 它还表现出明显的各向异性, 有望在新型光学器件方面得到应用。     

TiO2介孔薄膜制备及光电化学性能

采用溶液-凝胶法分别制备TiO2介孔薄膜和TiO2纳米晶薄膜,其中TiO2介孔薄膜的制备过程中采用PVC-g-POEM为模版。XRD分析结果表明,两者的晶体结构无法明显变化,均为锐钛矿,SEM分析表明TiO2介孔薄膜的孔洞大小及分布均匀。经过染料敏化处理组成光阳极后,TiO2介孔薄膜的吸光性,及光电化学性能明显增强。     

二氧化钛薄膜的三阶非线性光学特性

采用脉冲激光沉积技术在熔石英基片上制备了c轴取向的锐钛矿相TiO₂薄膜.通过X射线衍射和原子力显微镜对薄膜的结构、结晶性和表面特性进行了表征.通过透射光谱计算得到TiO₂薄膜折射率约为2.1,光学带隙约为3.18eV.结合飞秒激光和Z扫描方法测量了薄膜的超快非线性光学特性,结果表明：锐钛矿TiO₂薄膜具有负的非线性吸收系数和负的非线性折射率,其大小分别为-6.2×10^-11m/W和-6.32×10^-17m²/W,对应的三阶非线性极化率的实部和虚部分别为-7.1×10^-11esu和-4.42×10^-12esu.并计算薄膜的优值比T=βλ/n₂≈0.8,表明锐钛矿相的TiO₂在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景.     

CeO2 / TiO2 复合体系的有序介孔结构表征

通过有机模板-溶剂热-超临界流体干燥法获得四方相TiO₂有序介孔(2～4 nm) 粉体, 利用浸泡沉淀法将CeO₂ 填充到TiO₂的介孔孔道中, 并用HREM、TEM、BET 等分析技术, 对CeO₂ / TiO₂ 复合体系的有序介孔结构进行了表征, 初步探讨了TiO₂ 介孔结构和CeO₂ 纳米团簇结构的形成机理。结果表明, 所制备的CeO₂ /TiO₂ 体系实现了纳米尺寸结构的均匀复合。      

BaTiO3基Au纳米颗粒复合薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶（sol-gel）方法，成功的将高体积面分比的Au纳米颗粒复合到BaTiO3的非晶薄膜中，并对其光学性质进行了研究。用XRD、TEM、椭偏仪、吸收光谱、光克尔效应OKE（Optical Kerr Effcet）方法对薄膜进行了表征和测试。从吸收光谱观察到表面等离子体共振SPR（Surface Plasma Resonance)峰随热处理温度升高而红移的现象。光学非线性测试表明薄膜具有高的三阶非线性极化率Χ^(3)和超快的响应时间。     

碲基复合材料薄膜的三阶非线性光学特性

采用电化学诱导溶胶-凝胶法在导电玻璃片上制备了具有三阶非线性光学特性的碲基复合薄膜材料. 采用SEM( 扫描电镜)和EDX( X 光电子能谱)对薄膜的表面形貌和组成进行表征; 应用分光光度计得到薄膜的透射光谱、反射光谱、吸收光谱, 并结合脉冲激光器和 Z 扫描方法测量薄膜的三阶非线性光学特性. 实验结果表明制备的薄膜呈网状结构, 表面组分主要包括Si、Te、O元素; 薄膜在波长为1064nm处呈现负的非线性折射效应和饱和吸收的性质, 其非线性折射系数和非线性吸收系数分别为-4.18×10 ^{- 13} m²/W和-1.6×10 ^{- 6} m/W, 表明了碲基复合薄膜有较强的非线性光学效应, 得到三阶极化率为1.13×10 ^{- 14} (m/V)², 表明复合薄膜具有优良的三阶非线性光学性能.     

纳米PbS/SiO2气凝胶介孔组装体的制备及光学特性

对用自行研制的ＳＣＤ－Ｉ型高压釜制备的ＳiO2气凝胶与用胶体化学方法制备的ＰbS纳米粒子的组装体系的光学性能进行了研究,用透射电镜观察了其形貌,用光吸收谱仪及荧光光谱仪测定其光吸收谱及荧光谱。发现样品的光吸收边随温火温度升高由可见逐渐移到红外波段,样品的光致发光强度随退火温度上升先增强直至５７３Ｋ,而后随退火温度上升而减弱,我们认为光吸这红移是由量子限域效应引起的,而荧光强度变化与ＰbS表面缺陷及激光子的复合几率变化有关。     

金属酞菁衍生物的合成及三阶非线性光学性能

合成了四硝基酞菁钴、四氨基酞菁钴以及二硝基二氨基酞菁钴等金属酞菁衍生物。根据IR、UV—Vis和元素分析．确定了它们的结构。使用四波混频技术测量了它们在DMF溶液中的三阶非线性光学系数Z^[3]值,发现金属离子和酞菁环上的取代基对酞菁化合物的三阶非线性光学性能都有较大的影响,本文初步讨论了这些因素对三阶非线性光学性质的影响机理。     

SrBi2Ta2O9铁电薄膜的三阶非线性光学性能的研究

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的SrBi2Ta2O9(SBT)薄膜,根据透射谱计算表明薄膜样品厚度为349nm,线性折射率为3.05.以锁模Nd:YAG激光器作为光源,利用Z-scan技术测定了薄膜的非线性光学性能.结果表明薄膜的非线性折射率n2＝2.56×10-8esu,非线性光吸收系数β＝3.93×10-4 esu,其三阶非线性极化率的实部和虚部分别为:Reχ(3)＝8.29×10-9 esu和Imχ(3)＝1.08×10-9 esu.     

热致变色VO2薄膜的制备及光学性能研究

利用等离子体发射光谱监测系统(PEM)控制钒的等离子强度,在石英基底上磁控溅射制备了VO2薄膜。采用XRD、XPS、SEM、紫外-可见-近红外分光光度计及傅立叶红外分光光度计研究薄膜的结构、光学及相变特性。结果表明,所制备的VO2薄膜具有(011)取向,VO2薄膜的热滞回线宽度为25℃,可见光透过率和太阳光调节率分别可达Tlum,l=34.1%、Tlum,h=35.3%和ΔTsol=6.8%,相变前后,红外光区的反射率变化最大值可达44.4%。     

纳米颗粒-介电复合材料三阶光学非线性的研究进展

纳米颗粒-介电复合材料显示出优良的三阶非线性光学性能,是应用于未来全光器件的理想材料.其中,纳米颗粒的尺寸、浓度、组成和结构,基体的选择,测试方法中选用的激光波长和脉冲宽度等多种因素都对此类复合材料的三阶非线性光学性能有很大的影响,了解这些影响因素对材料的制备和应用具有重要的指导意义.在此基础上,研究指出核壳结构纳米颗粒-介电复合材料具有更加优异的三阶非线性光学性能,是目前的研究热点.     

高三阶光学非线性Cd/CdS-SiO2复合薄膜的电化学–溶胶凝胶制备及表征

以硝酸镉、硫脲和正硅酸乙酯为前驱体, 采用电化学-溶胶凝胶法, 以ITO玻璃为基底制备了透明薄膜。扫描电子显微镜(SEM)表征表明薄膜为纳米束结构。X射线能谱(EDX)表征表明薄膜由Si、O、Cd、S元素组成, Cd/S(原子比)＞1。EDX表征结合循环伏安(CV)实验确定薄膜为Cd/CdS-SiO₂复合薄膜。Z扫描表征表明, 薄膜在1064 nm处表现出自散焦特性的非线性折射效应和饱和吸收特性的非线性吸收特性。薄膜的三阶非线性极化率(χ(3))较高, 达到了1.18×10^-14~1.39×10^-13 (m/V)², 表明薄膜具有优良的三阶光学非线性。分析认为薄膜中CdS的含量对薄膜的光学性非线性起主要作用。     

ZnS/ SiO2 介孔组装体系的发光性质

通过Sol-gel 法得到SiO₂ 介孔固体, 浸泡热分解后获得ZnS/ SiO₂ 介孔组装体。吸收光谱和荧光光谱表明: 随复合量增大, 蓝移量减小; 在氮气中退火后, 吸收边位置和荧光谱中的峰位随退火温度升高向长波方向移动且发光增强, 450 ℃以后减缓。经计算, 颗粒尺寸的理论值与其自由激子半径相当, 说明吸收边的移动起因于量子尺寸效应。      

单层二氧化铪（HfO2）薄膜的特性研究

利用电子束蒸发、离子束辅助沉积和离子束反应溅射三种制备方法制备了单层HfO2薄膜,对薄膜样品的晶体结构、光学特性、表面形貌以及吸收特性进行了研究。实验结果表明,薄膜特性与制备工艺有着密切的关系。电子束蒸发和离子束反应溅射制备的薄膜为非晶结构,而离子束辅助制备的薄膜为多晶结构。电子束蒸发制备的薄膜折射率较低,薄膜比较疏松,表面粗糙度较小,吸收相对较小,而离子束辅助以及离子束反应溅射制备的薄膜折射率较高,薄膜的结构比较致密,但表面粗糙度较大,吸收相对较大。不同制备工艺条件下薄膜的光学能隙范围为5.30～5.43eV,对应的吸收边的范围为228.4～234.0nm。     

Deposition and Properties of Superconducting MgB2 Thin Films

The recently discovered superconductor MgB₂ with T _c at 39 K has great potential in superconducting electronics. In this paper, we review the deposition techniques used for MgB₂ thin films in the light of a thermodynamic study of the Mg-B system with the calculation of phase diagrams (CALPHAD) modeling technique. This thermodynamic study identifies a growth window in the pressure–temperature phase diagram, in which the magnesium pressure is very high for likely in situ growth temperatures. A Hybrid Physical–Chemical Vapor Deposition (HPCVD) technique that successfully achieves such a high Mg pressure is shown to produce in situ epitaxial MgB₂ thin films with bulk superconducting properties.     

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

利用溶胶凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质.结果表明,在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶.随着激发光强度的增强,该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收向反饱和吸收的转变.进一步,计算得到的该玻璃三阶非线性极化率χ(3)的数量级范围在10-19~10-18m2/V2之间.这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能,并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.     

TiOSO4水性溶胶制备TiO2薄膜及其亲水性研究

采用TiOSO4水性溶胶制备了TiO2薄膜，通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV—Vis)和薄膜表面接触角对TiO2薄膜进行了表征并进行了亲水性研究．结果表明采用TiOSO4水性溶胶制备的TiO2薄膜具有优异的光照亲水性；在100-500℃之间热处理，温度的升高有利于亲水性的改善．     

On the optical, structural, and morphological properties of ZrO2 and TiO2 dip-coated thin films supported on glass substrates

This article reports the optical and morphological properties of dip-coated TiO₂ and ZrO₂ thin films on soda-lime glass substrates by metal-organic decomposition (MOD) of titanium^IV and zirconium^IV acetylacetonates respectively. Thermogravimetric and differential thermal analysis (DTA–TG) were performed on the precursor powders, indicating pure TiO₂ anatase and tetragonal ZrO₂ phase formation. Phase crystallization processes took place in the range of 300–500 °C for anatase and of 410–500 °C for ZrO₂. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) was used to confirm precursor bidentate ligand formation with keno-enolic equilibrium character. Deposited films were heated at different temperatures, and their structural, optical and morphological properties were studied by grazing-incidence X-ray Diffraction (GIXRD) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Ultraviolet Visible Spectroscopy (UV-Vis), and Atomic Force Microscopy (AFM) respectively. Film thinning and crystalline phase formation were enhanced with increasing temperature upon chelate decomposition. The optimum annealing temperature for both pure anatase TiO₂ and tetragonal ZrO₂ thin films was found to be 500 °C since solid volume fraction increased with temperature and film refractive index values approached those of pure anatase and tetragonal zirconia. Conditions for clean stoichiometric film formation with an average roughness value of 2 nm are discussed in terms of material binding energies indicated by XPS analyses, refractive index and solid volume fraction obtained indirectly by UV-Vis spectra, and crystalline peak identification provided by GIXRD.