玻璃态银铜合金纳米颗粒的非线性光学增强性研究

发布时间：2021-11-14 18:32

　　近年来,合金纳米材料由于其优秀的性能,吸引了大量研究者的注意。相比于单金属纳米材料,合金纳米材料不仅保留有两种合金金属的各自的优异性能,而且由于协同效应的影响会展示出意想不到的特殊性能。科研人员发现合金纳米材料在储氢性能、电催化材料、传感器、光学性能等方面有着优异的性能。在本文中,我们使用脉冲激光沉积设备制备了均匀埋嵌在氧化铝薄膜中的银铜合金纳米颗粒。采用透射电子显微镜和X射线光电子能谱对纳米材料进行表征,并检测了合金纳米颗粒的光致发光和非线性光学性能。为了提高AgCu合金纳米颗粒的光学性能,通过调节快速退火参数合成了玻璃态纳米颗粒。玻璃态AgCu合金纳米颗粒的光致发光强度的信号比AgCu合金晶体纳米颗粒强得多。发现玻璃态AgCu合金纳米颗粒的非线性光学吸收系数是AgCu晶体纳米颗粒的两倍。除了传统的形貌调制外,这为改变金属纳米结构的非线性光学性质提供了另一种方法。实现玻璃态纳米粒子的生长可以实现光学非线性增强,这对纳米结构在光学限幅器件和全光开关器件中的应用具有重要意义。 

【文章来源】：江西师范大学江西省

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一些可能的结合模式的示意图：核-壳(a)、亚簇分离(b)、混合(c)、三壳层(d)

玻璃态银铜合金纳米颗粒的非线性光学增强性研究5验生产出来。这些纳米粒子呈现一个混合的核、一个富Au的中间壳层和一个富Pd的外壳[19]。1.4.2几何结构通过与纯金属团簇的类比，对于纳米合金，有几种结构类型是可能的。晶体结构是大块晶体的碎片（见图1-2）。在fcc体晶格的情况下，晶体团簇可以采取八面体或截断八面体的形式。非晶结构也可能存在，如二十面体、十面体、多面体和多二十面体（见图1-2）。一般来说，非晶态结构可能会形成紧凑的形状和原子的有效堆积。然而，由于结构中原子间距离的非最优，这种有效的填充是以牺牲一些内部应变为代价获得的。应变能与团簇体积成正比，因此非晶结构对大尺寸材料不利。二十面体、多面体和多二十面体对纳米合金比纯金属团簇更有利。特别是当原子种类之间的尺寸不匹配较大时，小原子可以聚集在团簇内部以减小压缩应变，这是这些结构的典型特[20]。图1-2：(顶行，从左至右)fcc截断八面体、二十面体、截断十面体。(底行)由相互渗透的13个原子的二十面体组成的多面体团簇，这里用Ih13表示。多二十面体结构是多四面体结构的一个亚族，因为基本的二十面体是由4个原子组成的四面体1.4.3影响纳米合金偏析、混合和有序化的因素在AmBn纳米合金中，偏析、混合和原子有序的程度取决下列原因。（1）A-A、B-B和A-B键的强弱区分非常关键。如果A-B键最强，这有利于混合；否则，偏析是有利的，物种形成最强的同核键更倾向于位于集群的中心（核心）。（2）元素A和B的表面能的大校表面能最小的元素会运动到材料的表面。（3）相对原子尺寸的大校较小的原子常常会被限制到材料空间的核心，特别是在二十面体团簇中，核心经历压缩。（4）电荷转移能力的强弱。电子会从电负性较弱的元素转移到电负性较强的元素，这?

玻璃态银铜合金纳米颗粒的非线性光学增强性研究13由于激光作用点孝功率高，靶材表面会产生高温高压的等离子体，拥有相当动能的等离子体会定向局域膨胀形成羽辉，最后沉积在与靶材相对的样品衬底上形成薄膜，如图2-1所示。图2-1：PLD简易示意图脉冲激光沉积系统操作简单易学，同时包含着极其复杂的物理过程。这个沉积镀膜过程大致可以分为三个阶段：（1）高功率脉冲激光与靶材表面相互作用产生等离子体的过程。激光经过凸透镜汇聚后作用于固体靶材表面，因为激光能量极高、作用点较小，故作用点上的靶材区域会吸收到激光的巨大能量而烧蚀汽化蒸发。作用点区域会逸散出电子、分子、离子、原子、团簇等物质，这些物质会进一步与高功率的激光相作用，进而产生高密度高热量的等离子体，过程如图2-2所示。图2-2：固体靶到等离子体的变化过程


本文编号：3495142