CdSe半導體量子點及其復合材料的三階非線性光學性質(zhì)研究.pdf

1、II-VI族半導體量子點因其獨特的三階非線性特性和大的三階非線性響應在非線性光學領域，例如全光開關、光存儲、光限幅、光通信等方面都有一定的應用。CdSe半導體量子點作為 II-VI族半導體量子點中的一種，一直是研究的熱點。近年來，Stijn Flamee等人提出的一種新的制備膠體CdSe量子點的方法引起了人們的關注，該方法不需要通任何保護氣體，操作簡便易于控制，且降低了制備成本。更重要的是通過這種方法制備的CdSe量子點的粒徑相對較小，

2、分散性好，尺寸均一，因此對其三階非線性研究十分有必要。
　　石墨烯作為材料科學領域的一個研究熱點，具有高的比表面積，優(yōu)異的光、電、機械性能等，因此在生物、物理、化學、醫(yī)學等領域表現(xiàn)出廣泛的應用前景。為了將石墨烯的這種獨特性質(zhì)在更多領域得到具體的應用，用不同的材料與石墨烯復合，其中半導體量子點-石墨烯復合材料被認為在很多領域具有潛在的應用價值，因為復合材料很好的結合了半導體量子點和石墨烯的優(yōu)良特性，提高了材料的穩(wěn)定性。
　　本

3、文總共五章，第一章緒論簡單介紹了非線性光學理論，并對所研究的II-VI族半導體材料（CdSe半導體量子點）及氧化石墨烯的基本性質(zhì)和發(fā)展概況做了闡述；第二章主要介紹了三階非線性光學效應及其測量方法，重點介紹了Z-掃描測量方法的基本原理和計算方法；第三章對不同尺寸膠體CdSe量子點進行制備和各種表征，并采用Z-掃描方法研究了不同尺寸CdSe量子點的三階非線性光學特性；第四章對CdSe量子點-GO復合材料進行制備，并采用Z-掃描方法研究了復合

4、材料的三階非線性光學特性；第五章是總結與展望。
　　本論文的研究工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　1、采用新型制備方法，通過控制反應時間，制備出不同尺寸的CdSe量子點樣品，并對樣品進行了光譜表征、結構表征及形貌表征。對樣品的吸收和熒光光譜分析顯示，隨量子點的尺寸增大，吸收峰和熒光峰均出現(xiàn)十分明顯的紅移現(xiàn)象。XRD測量結果制得的是閃鋅礦結構CdSe量子點。TEM圖可以非常清晰觀察到CdSe量子點樣品尺寸特別小，純度較高，且量

5、子點分散均勻、尺寸均一，形狀近似球形。綜合說明通過該方法制備的小尺寸膠體CdSe量子點質(zhì)量較好。
　　2、采用單光束Z掃描方法對不同尺寸的CdSe量子點進行了三階非線性測量，并對測量結果進行分析。在532 nm下測得其開孔（OA）及閉孔（CA）Z-掃描曲線，OA曲線呈現(xiàn)中心對稱的谷形分布，CA曲線呈現(xiàn)谷-峰分布，說明其三階非線性折射率n2和非線性吸收系數(shù)β均為正值。對不同尺寸樣品三階非線性吸收和折射對比分析，其非線性吸收系數(shù)與非線

6、性折射率均隨尺寸而變化，相對而言，三階非線性吸收在這里起主要作用。對測量數(shù)據(jù)進行計算，最終發(fā)現(xiàn)隨尺寸的增大，其三階非線性極化率呈現(xiàn)出先增大而后逐漸減小的變化趨勢，在量子點尺寸等于3.3 nm處，由于共振吸收的作用，樣品三階非線性極化率出現(xiàn)一個極大值即1.81×10-10 esu。相比之前的研究提高了一個數(shù)量級，說明這種CdSe量子點在非線性領域有一定的參考和應用價值。
　　3、為了進一步研究，采用改進-哈默法制備出了氧化比較充分的