過渡金屬納米體系的非線性吸收及光限幅研究.pdf

1、金屬納米粒子小尺寸的特點使其呈現(xiàn)出許多奇異的物理、化學(xué)性質(zhì)。對它的光學(xué)非線性、光限幅效應(yīng)的研究既可以加深人們對物質(zhì)與光相互作用的認識，又能幫助人們發(fā)現(xiàn)影響其光限幅性能的因素，進而指導(dǎo)材料的設(shè)計、優(yōu)化、合成。所以對金屬納米粒子，特別是貴金屬納米粒子的光學(xué)非線性、光限幅的研究正在吸引越來越多的人的興趣。
　　本論文重點研究了具有保護劑包覆的金屬納米粒子、納米線和無機金屬團簇的非線性吸收及光限幅特性。具體內(nèi)容如下:
　　從有效介質(zhì)

2、理論、局域場理論出發(fā)推導(dǎo)了金屬納米粒子分散系統(tǒng)的尺寸相關(guān)的有效介電函數(shù)，討論了分散系統(tǒng)中三階非線性的增強效應(yīng)、粒子的光限幅的尺寸效應(yīng)。
　　利用Z掃描方法，在532nm納秒激光脈沖激發(fā)下，觀察到了PVP保護的鉑納米粒子在非共振區(qū)由飽和吸收向反飽和吸收轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以飽和吸收和雙光子吸收為基礎(chǔ)建立了唯象模型，理論分析了這種轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并初步解釋了此效應(yīng)的微觀機理。
　　研究了PVP、咔唑、C60三聯(lián)吡啶(C60tpy)作包覆劑的金

3、、銀、鉑、鈀、釕等貴金屬對532nm的納秒、皮秒激光的光限幅行為。研究發(fā)現(xiàn)，相對PVP、咔唑而言，保護劑C60tpy對金屬納米粒子的光限幅具有明顯的增強效應(yīng)。分析了保護劑C60tpy對光限幅性能增強作用的機理。
　　研究了金納米粒子的大小對其納秒光限幅性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，在一定尺寸范圍內(nèi)，金納米粒子的光限幅性能隨尺寸增大而增強；當超過某一尺寸后金屬納米粒子的光限幅性能隨尺寸增大反而變得越來越差。證明金納米粒子光限幅能力隨尺寸的變

4、化是非單調(diào)的。
　　研究了C60tpy保護的鉛納米線的皮秒、納秒光限幅特性。實驗發(fā)現(xiàn)鉛納米線的皮秒光限幅性能明顯好于納秒光限幅性能。另外，鉛納米線的納秒光限幅具有明顯的溶劑效應(yīng)，所用的溶劑的沸點越低，限幅越好。實驗還證明這種光限幅的溶劑效應(yīng)在C60tpy保護的鉑納米粒子中也存在。對溶劑效應(yīng)產(chǎn)生的機理進行了分析。
　　在532nm處，研究了立方籠形無機金屬團簇[(n-Bu)4N]3[MoS4Ag3Cl4]的納秒、皮秒光限幅特性