超薄二维黑磷材料的制备及其光学性质研究

发布时间：2021-08-01 00:48

　　超薄二维黑磷是最近涌现的一种新型直接带隙半导体材料,同时具有高载流子迁移率和开关比,兼具石墨烯和二维过渡金属硫化物的优点。但作为一种全新材料,二维黑磷在制备方法上面临巨大挑战,在光电应用方面才刚刚开始,在非线性光学方面的研究更是还处于初级阶段。本文采用小分子超声辅助法液相剥离制备尺寸和形貌可控的超薄二维材料,并结合时间分辨光谱等技术研究其非线性光学性质。本论文的研究工作内容主要分为以下几个部分:1.研究背景及文献综述。2.本文采用小分子超声辅助液相剥离制备超薄二维黑磷材料,并对所制备的二维黑磷分别进行了尺寸形貌、结构以及光学表征。3.采用稳态及瞬态时间分辨光谱技术,研究二维黑磷材料在电子转移及能量传递方面的性质,结果表明黑磷和有机染料曙红分子之间可发生电子传递,在光催化、光伏电池领域具有应用潜力。4.采用开孔Z-扫描测试初步研究了超薄二维黑磷纳米材料在溶液中的三阶非线性光学性质。结果表明,制备的二维黑磷材料在532 nm以及1064 nm的宽波段内表现为饱和吸收性质,溶液的线性透过率以及激光的能量都对二维黑磷材料的饱和吸收性质产生影响。5.对本论文工作进行了总结,并展望了所制备超薄二维... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 黑磷的复兴
    1.2 黑磷的性质
        1.2.1 黑磷的晶体结构
        1.2.2 黑磷的稳定性
        1.2.3 黑磷的光学性质
        1.2.4 黑磷的电学性质
        1.2.5 黑磷独特的平面内各向异性
    1.3 二维黑磷的制备
        1.3.1 自上而下剥离二维黑磷纳米片
        1.3.2 自下而上制备二维黑磷纳米片
    1.4 选题思路
第二章 二维黑磷材料的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 二维黑磷材料的剥离制备
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 二维黑磷材料的结构表征
        2.3.2 二维黑磷材料的光谱性质
        2.3.3 溶剂超声剥离黑磷纳米片及其定量分析
    2.4 本章小结
第三章 黑磷激发态电子传递的动力学研究
    3.1 引言
    3.2 激光闪光光解技术
        3.2.1 激光闪光光解技术简介
        3.2.2 激光闪光光解装置
        3.2.3 时间分辨光谱的获得与分析
    3.3 实验部分
        3.3.1 实验样品与设备
        3.3.2 瞬态时间分辨光谱的测量
        3.3.3 稳态吸收光谱和荧光光谱的测量
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 BP+EY体系的稳态荧光猝灭光谱
        3.4.2 BP的瞬态吸收光谱
        3.4.3 EY的瞬态吸收光谱
        3.4.4 BP+EY体系的瞬态吸收光谱
    3.5 本章小结
第四章 二维黑磷材料的三阶非线性光学性质
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与设备
        4.2.2 二维黑磷材料的Z-扫描测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 二维黑磷在 532 nm处的饱和吸收性质
        4.3.2 二维黑磷在 1064 nm处的饱和吸收性质
        4.3.3 二维黑磷饱和吸收性质机理研究
        4.3.4 不同能量对黑磷的三阶非线性光学性质的影响
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
在校期间的研究成果
致谢



本文编号：3314508