单壁碳纳米管的超宽带非线性光学吸收性质研究

发布时间：2017-10-09 21:24

  本文关键词：单壁碳纳米管的超宽带非线性光学吸收性质研究

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【摘要】：纳米材料被誉为是21世纪的重要材料,目前碳纳米管是所有纳米材料中国内外学者研究的最热衷的材料之一。在所有的纳米材料中,碳纳米管是最具代表性的材料之一,也是性能卓越的材料之一,其原因是碳纳米管拥有特别的微观结构以及优秀的化学和物理性质,这得益于碳纳米管是一种一维纳米材料,重量轻,具有柱状外观的一维量子线。目前国外和国内对于碳纳米管的光学性能、电学性能,以及两者与其能带结构之间关系的研究逐步深入。碳纳米管表现出较强的光学各向异性,特别在紫外波段范围有潜力成为传统的价格昂贵的紫外波段光电器件的替代品。碳纳米管具有很强的非线性光学性质,三阶非线性光学效应使其可以被用做性能优异的被动锁模光纤激光器。碳纳米管对红外波段异常敏感,可以制作高灵敏度的红外探测器。本论文首先对碳纳米管的结构、分类和性质做了整体的介绍,并主要关注于碳纳米管的非线性光学吸收性质,还介绍了几种碳纳米管在光电器件方面的应用。然后介绍了碳纳米管的几种制备方法,并详细描述了本论文实验所用样品的制备过程。接着对三阶非线性光学理论以及本论文用到的测试方法进行简单的介绍。实验部分着重于Z-scan的实验结果与分析,辅助于泵浦探测的实验结果加以验证。最后是对全文的总结和对未来的展望。本论文主要研究成果和创新点是：我们首次对单壁碳纳米管的非线性光学吸收性质进行超宽带表征,波段覆盖可见光到近红外,而且包括半导体性和金属性的单壁碳管,最后描绘出超宽带的单壁碳管可饱和吸收谱。本论文的研究成果有助于基于单壁碳管的非线性光学器件的发展。
【关键词】：单壁碳纳米管 非线性光学吸收 Z-scan 超宽带可饱和吸收谱
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 碳纳米管简介9-14
• 1.1.1 碳纳米管的发现9-10
• 1.1.2 碳纳米管的结构特征10-11
• 1.1.3 碳纳米管的分类11-13
• 1.1.4 碳纳米管的性质13-14
• 1.2 非线性光学简介14-16
• 1.2.1 非线性光学概述14-15
• 1.2.2 非线性光学的发现15
• 1.2.3 非线性光学的发展15-16
• 1.3 碳纳米管的非线性光学的研究进展与现状16-18
• 1.3.1 基于碳纳米管的被动锁模激光器16-17
• 1.3.2 碳纳米管红外探测器17-18
• 1.3.3 碳纳米管光学开关18
• 1.3.4 碳纳米管场效应晶体管18
• 1.4 本论文的主要研究内容18-20
• 参考文献20-23
• 第二章 碳纳米管的制备23-30
• 2.1 碳纳米管的几种制备方法23-25
• 2.2 SWNT/CMC薄膜的制备25-26
• 2.3 SWNT/CMC薄膜的表征26-27
• 2.3.1 SWNT/CMC薄膜的线性吸收谱26
• 2.3.2 SWNT/CMC薄膜的扫描电镜(SEM)图像26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 参考文献28-30
• 第三章 非线性光学理论和实验技术30-38
• 3.1 三阶非线性光学原理30-31
• 3.2 三阶非线性吸收效应31-33
• 3.3 Z-scan实验技术33-35
• 3.4 泵浦探测实验技术35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 参考文献37-38
• 第四章 单壁碳纳米管在超宽谱范围内的Z-scan实验结果与分析38-50
• 4.1 Z-scan实验装置38-40
• 4.2 Z-scan实验结果和数据分析40-45
• 4.3 其他低维纳米材料的非线性光学性质的研究45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 参考文献48-50
• 第五章 总结与展望50-52
• 5.1 结论50-51
• 5.2 展望51-52
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文52-53
• 致谢53-54

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本文编号：1002499