CuxO-SiO2復(fù)合薄膜的制備與非線性光學(xué)性能的研究.pdf

1、非線性光學(xué)(NLO)薄膜材料廣泛應(yīng)用于光通信技術(shù)、激光傳導(dǎo)技術(shù)、納米光電子技術(shù)等方面。CuxO基非線性光學(xué)薄膜材料成本低的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注,研發(fā)性能優(yōu)良的CuxO基三階非線性材料對(duì)光電子學(xué)具有深遠(yuǎn)意義。本論文通過(guò)使用電化學(xué)誘導(dǎo)溶膠凝膠法結(jié)合退火技術(shù)制備了CuxO/SiO2復(fù)合薄膜,研究了CuxO/SiO2復(fù)合薄膜樣品的三階NLO性能與制備條件之間的關(guān)系以及溶膠中Cu的成核機(jī)理。
　　以硫酸銅(CuSO4)和正硅酸乙酯(Si(OC2

2、H5)4)為前驅(qū)體,配制了不同pH值條件下清澈穩(wěn)定的CuSO4-SiO2復(fù)合溶膠體,以該溶膠為電解液,采用電化學(xué)誘導(dǎo)溶膠凝膠法制備了Cu/SiO2透明薄膜,再經(jīng)過(guò)250℃和450℃熱處理,分別得到被XRD和SEM/EDX表征為Cu2O/SiO2和CuO/SiO2的復(fù)合薄膜。采用Z掃描法測(cè)試這兩種復(fù)合薄膜的三階NLO性質(zhì),得到Z掃描曲線的擬合值參數(shù),再通過(guò)結(jié)合線性光學(xué)性質(zhì)參數(shù)與薄膜厚度值,計(jì)算可得復(fù)合薄膜的三階NLO極化率x(3)達(dá)到10

3、-7~10-6esu,復(fù)合薄膜的非線性光學(xué)性能優(yōu)良。
　　在pH值為2的CuSO4-SiO2復(fù)合溶膠中添加不同濃度的EG和PEG(分子量6000),及JGB和MPS+Cl-,配制了含有添加劑的清澈穩(wěn)定復(fù)合溶膠,以此復(fù)合溶膠為電解液,采用電化學(xué)誘導(dǎo)溶膠凝膠-熱處理制備的Cu2O/SiO2和CuO/SiO2復(fù)合透明薄膜。其x(3)在10-7esu左右。
　　采用循環(huán)伏安法與計(jì)時(shí)安培法分別研究了CuSO4硅溶膠電解液中不同pH值條