电场诱导下LBL组装二阶非线性光学聚合物膜材料的设计、制备及性能研究

论文摘要

任何技术的创新都由相应领域材料学的快速发展来推动,光电信息通讯技术的发展正在广泛而深刻地影响着人们的生活和社会的进步。作为光电调制波导器件的基础,二阶非线性光学材料的研究正成为科学家们关注的热点。无论从材料的结构、性能,还是材料自身的成本和可加工性,有机聚合物二阶非线性光学材料都显示出了比无机晶体材料更加优越的应用前景。对有机聚合物二阶非线性光学材料的研究主要集中在各种新型发色团偶极分子的合成及宏观非对称有机聚合物膜的设计与开发等方面,而膜中发色团分子取向排列的稳定性是最受关注的问题之一。研制兼具大的非线性光学响应和高稳定性的二阶非线性光学有机聚合物膜材料是决定有机材料能否真正实用化的关键性课题。本论文正是基于这一思路,从新型有机聚合物非对称膜的结构设计出发,运用分子和超分子技术,在组装膜材料领域进行了有益的探索,。本论文根据电场对偶极分子的不均匀作用原理提出了在电场诱导下Layer-by-Layer定向组装制备单层和多层二阶非线性光学聚合物膜材料的思想,并通过实验成功验证了该方法的可行性。此外,我们还对所得到组装膜进行了微观结构变化与宏观性质表现之间联系的研究。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 历史回顾
• 1.2 基本原理
• 1.3 基本效应及主要测试方法
• 1.4 可实用NLO 高分子材料的基本要求
• 1.5 有机聚合物非线性光学材料的种类
• 1.6 自组装技术与发色团的研究进展和论文的设计思想
• 第二章 带双负电荷二阶非线性光学发色团及重氮树脂的合成与表征
• 2.1 发色团分子DRCB 的合成与表征
• 2.1.1 实验部分
• 2.1.2 结果与讨论
• 2.2 重氮树脂PDS 的合成与表征
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果与讨论
• 第三章 电场诱导下 Layer-by-Layer 组装膜的制备和结构表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 组装基底的制备
• 3.1.2 电场诱导下PDS/DRCB 多层膜的组装制备
• 3.1.3 对PDS/DRCB 多层膜的紫外光曝光
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 对阴离子修饰后基底的表征
• 3.2.2 组装膜层结构的UV-vis 光谱和GIR 红外光谱表征
• 3.3 对组装膜二阶非线性光学性质及稳定性的研究
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.2 结果与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract