强双光子吸收效应半导体纳米与有机物复合材料的研制

论文摘要

有机双光子吸收材料在诸多领域如光限幅、双光子上转换激射、双光子荧光显微术、双光子光动力治疗、三维光信息存储以及三维微加工等方面有着潜在的应用前景。具有大的双光子吸收截面的强光子吸收材料是上述应用的基础。因此，对此类材料的探索是目前研究的热点之一。具有窄尺寸分布的Ⅱ-Ⅳ半导体纳米材料具有非常大的非线性光学响应，因此本论文的内容在于强双光子吸收效应半导体纳米与有机物复合材料的研制。 报道了两种新型具有多枝结构的双光子吸收有机配体TKPVB和TKAVPB，并用双光子荧光法测定了它们的双光子吸收截面。研究了它们在不同极性溶剂中的单光子荧光的变化，并用“分子内扭曲电荷转移”（TICT）模型进行了解释。另外，我们研究了溶液的酸碱性对TKPVB分子紫外吸收光谱、单光子荧光和双光子荧光的影响。实验证明，在酸、碱、中性DMF溶液中，其光物理性质对PH值响应灵敏。在酸性条件下，TKPVB以铵盐的形式存在，铵盐正离子具有比吡啶更强的拉电子能力，降低了激发态极性，从而使单光子荧光光谱红移，强拉电子基团导致整个分子的电荷转移程度增大，从而使分子的双光子吸收增强。在碱性环境中，由于NaOH电解质的存在，使得单光子荧光和双光子荧光均发生了淬灭，光谱未发现蓝移或者红移。 采用共沉淀法、水热法制备了粒径分布较均匀的ZnS和CdS纳米晶体。反相胶束法（微乳液法）合成了粒径分别为4.1nm、3.3nm和2.8nm的CdS胶体。对纳米微粒的表面修饰进行了初步尝试，成功地制备了表面修饰氨基的CdS纳米微粒CdS-NH2。由于CdS胶体在非极性溶剂中具有良好的溶解性，表面修饰氨基的CdS纳米微粒在醇以及水中的良好溶解性。 用以上合成的分子TKPVB、TKAVPB和单支分子DBASVP为配体制备了TKPVB／CdS，DBASVP／CdS以及TKAVPB／CdS-NH2复合体系。并对其单、双光子性质进行了系统的研究。TKPVB／CdS以及TKAVPB／CdS-NH2复合体系的单光

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 强双光子吸收材料的应用前景
• 1.3 强双光子吸收材料的研究现状
• 1.4 选题背景和论文的主要内容
• 参考文献
• 第二章 具有双光子吸收效应的有机多枝配体的合成、结构及光学性质、能带结构的研究
• 2.1 引言
• 2.2 有机多枝配体的合成及结构、性质表征
• 2.3 晶体结构研究
• 2.4 线性、非线性光学性质及其能带结构研究
• 2.5 TKPVB分子的前线轨道
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 II-IV半导体纳米粒子的制备及其结构、光学性质的表征
• 3.1 引言
• 3.2 沉淀法制备尺寸分布较均匀的ZnS纳米晶
• 3.3 反相胶束法制备 CdS纳米晶体
• 3.4 水热法制备尺寸接近单分散的CdS纳米球
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 II-IV半导体纳米粒子/有机化合物复合体系的制备及单、双光子性质的表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 实验结果及讨论
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间完成的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表