有机花菁染料Langmuir-Blodgett膜的光谱特性研究

论文摘要

文章简要的介绍了Langmuir-Blodgett（LB）膜的基本知识及其制备原理。利用该方法,我们制备了花菁染料（HQ）LB多层薄膜,并对其光学特性进行了研究。首先,我们利用椭圆偏振光谱法（SE）对Y型花菁染料LB膜在紫外-可见光范围内（275.5nm-826.6 nm）的光学特性进行了表征,得到了该薄膜的光学常量（复介电常数、消光系数、吸收系数、反射系数、折射率等）。同时,我们采用洛仑兹振子模型对所得的光学参量进行了理论拟和,发现其理论拟合与实验数据符合的非常好。其次,我们利用紫外-可见吸收光谱法对该材料LB膜成膜过程中的聚集情况以及薄膜的结构、各向异性进行了研究。HQ LB膜的紫外-可见光谱出现的蓝移现象说明LB膜中存在H-聚集体。同时,利用吸光度与单层膜的吸收系数的关系可以得知,此花菁染料LB膜的单层膜的吸收系数μ与入射波的波长相关,满足关系式μ（λ）=lg（I0/I）*ln（10/x）。另外,由在HQ分子LB膜中掺杂金属Cd2+离子前后偏振紫外可见吸收光谱的对比可知:掺杂金属Cd2+离子后,HQ染料分子LB膜的有序度得到较好的改善（倾斜角从64.8°减小到58.8°）。最后,利用荧光光谱法对Z-型花菁染料LB膜的吸收特性进行了测量。实验证明,与花菁溶液的光谱相较,LB多层膜出现明显的蓝移现象。这和我们此前的结论一致,证明了花菁的LB膜中存在H-聚集体。同时,利用时间分辨荧光光谱表征定量给出分子在薄膜中的聚集程度以及单体和聚集体的组分。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1-1 研究意义
• 1-2 研究现状
• 1-3 本文工作
• 参考文献
• 第二章 Langmuir-Blodgett膜的基础知识
• 2-1 光电功能超薄膜的基本制备方法
• 2-2 LB膜的制备及其基本性质
• 参考文献
• 第三章 花菁染料LB膜的椭圆偏振光谱研究
• 3-1 理论和模型
• 3-1-1 椭圆偏振光谱法
• 3-1-2 Cauchy色散模型
• 3-1-3 Lorentz振子模型
• 3-2 实验部分
• 3-2-1 样品LB膜的制备
• 3-2-2 椭圆偏振光谱法的测量
• 3-2-3 X光小角衍射法
• 3-3 结果与讨论
• 3-3-1 反射系数
• 3-3-2 Lorentz振子模型拟合
• 3-3-3 LB膜膜厚表征
• 3-4 结论
• 参考文献
• 第四章 花菁染料LB膜的紫外-可见吸收光谱表征
• 4-1 理论部分
• 4-1-1 电子光谱的基本原理
• 4-1-2 分子的聚集及其光谱表现
• 4-2 实验部分
• 4-2-1 样品LB膜的制备
• 4-2-2 偏振紫外可见吸收测量
• 4-3 结果与讨论
• 4-3-1 表面压-分子面积曲线
• 4-3-2 发色团的取向角
• 4-3-3 HQ染料溶液及LB膜的紫外可见吸收光谱测量
• 2+离子对偏振紫外可见-吸收光谱测量的影响'>4-3-4 掺杂Cd²⁺离子对偏振紫外可见-吸收光谱测量的影响
• 4-3-5 实验结果分析及讨论
• 4-4 结论
• 参考文献
• 第五章 花菁染料LB膜的荧光光谱特性研究
• 5-1 理论部分
• 5-2 实验部分
• 5-2-1 样品LB膜的制备
• 5-2-2 荧光光谱测量
• 5-3 结果与讨论
• 5-3-1 稳态荧光光谱
• 5-3-2 时间分辨荧光光谱
• 5-4 结论
• 参考文献
• 附录:攻读硕士阶段发表和完成论文
• 致谢