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卟啉铜接枝SiO2有机-无机复合材料及强的非线性折射率

张晓荷 王冬杰 夏海平

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卟啉铜接枝SiO2有机-无机复合材料及强的非线性折射率

张晓荷, 王冬杰, 夏海平

Metalloporphyrin bonded SiO2 organic-inorganic materials and their strong nonlinear refractive index

Zhang Xiao-He, Wang Dong-Jie, Xia Hai-Ping
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  • 通过卟啉配合物Meso-四(4-羧基苯基)卟啉铜(简称Cu(Ⅱ)-TCPP)中的羧基与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,KH550)中的氨基的相互化学作用,成功地把卟啉配合物接枝到KH550中,随着KH550中乙氧基的水解与聚合反应的进行,卟啉铜连接到固体介质中,从而大幅度提高了卟啉在无机固体介质中的掺杂浓度. 将反应产物与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(CH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,KH560) 相杂化,形成物化性能良好、连接卟啉的有机-无机复合材料. 用红外光谱表征了Cu(Ⅱ)-TCPP与KH550的化学反应产物,用紫外—可见吸收光谱研究Cu(Ⅱ)-TCPP的分子状态. 应用Z扫描技术研究不同Cu(Ⅱ)-TCPP掺杂浓度的复合材料的非线性光学性质,其三介非线性折射率n2达-1.1161×10-16 m2/W.
    Copper metalloporphyrin was bonded to 3-aminopropltriethoxysilane (NH2(CH2)3Si(OC2H5)3, KH550) by the chemical reaction between the carboxyl group of Cu(Ⅱ) meso-Tertra(4-carboxyphenyl)porphine (Cu(Ⅱ)-TCPP) and amino-group of KH550. The copper metalloporphyrin was connected to gel network after the hydrolysis and condensation of the product. The reaction product of different concentrations was hybridized with 3-glycidoxypropltrimethoxysilane (CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3, KH560) with sol-gel processing to form sol-gel inorganic material, which has good physical-chemical and optical properties. The cross-linkage of Cu(Ⅱ)-TCPP and KH550 was estimated and confirmed with FT-IR spectroscopy. The state of metalloporphyrin molecules was investiaged by UV/VIS spectra. It was found that the Cu(Ⅱ)-TCPP exists mainly in the state of monomer. Nonlinear optical properties of samples was studied by Z-scan technique using Ti:Sapphire femto-second laser pluses. The nonlinear refractive index n2 reached -1.1161×10-16 m2/W.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60777030,50972061)、浙江省杰出青年科学基金(批准号: R4100364)、宁波市自然科学基金(批准号: 2009A61007,2010A610185)和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
    [1]

    Chen H X, Yan M, Sun W B 2002 New Chem. Mater. 30 35 (in Chinese) [陈红祥、 严 煤、 孙文博 2002 化工新型材料 30 35]

    [2]

    Blau W, Byrne H, Dennis W M, Kelly J M 1985 Opt.Commun. 56 25

    [3]

    Rao S V, Naga Srinivas N K M, Rao D N, Giribabu L, Maiya B G, Philip R, Kumar G R 2000 Opt. Commun. 182 255

    [4]

    Chen Y M, Wang Y X, Jiang L, Zhang X R, Yang J Y, Li Y L, Song Y L 2009 Acta Phys. Sin. 58 995 (in Chinese) [陈玉明、 王玉晓、 蒋 礼、 张学如、 杨俊义、 李玉良、 宋瑛林 2009 物理学报 58 995]

    [5]

    Zhang B, Liu Z B, Chen S Q, Zhou W Y, Zang W P, Tian J G, Luo D B, Zhu Z A 2007 Acta Phys. Sin. 56 5252 (in Chinese) [张 冰、 刘智波、 陈树琪、 周文远、 臧维平、 田建国、 罗代兵、 朱志昂 2007 物理学报 56 5252]

    [6]

    Yang M, Si J H, Wang Y X, Li C F 1995 Acta Phys. Sin. 44 419 (in Chinese) [杨 淼、 司金海、 王玉晓、 李淳飞 1995 物理学报 44 419]

    [7]

    Dou K, Sun X D, Wang X J, Parkhill R, Guo Y, Knobbe E T 1999 IEEE J. Quantum Electron. 35 1004

    [8]

    Sinha A K, Bihari B, Mandal B K, Chen L 1995 Macromolecules 28 5681

    [9]

    Xia H P, Pu B Y, Zhang Y P, Zhang J L, Fang J H, Wang C K 2000 Chin. Sci. Bull. 45 1225 (in Chinese) [夏海平、 浦炳 寅、 张约品、 章践立、 房江华、 王存宽 2000 科学通报 45 1225] 〖10] Xia H P, Masayuki N 2000 Opt. Mater. 45 93

    [10]

    Dai S X, Xu T F, Nie Q H, Chen Y F, Chen F F, Shen X, Wang X S, Zhang X H 2007 J. Wuhan. Univ. Technol. 29 25 (in Chinese) [戴世勋、 徐铁峰、 聂秋华、 陈燕飞、 陈飞飞、 沈 祥、 王训四、 章向华 2007 武汉理工大学学报 29 25 ]

    [11]

    Mansoor S B, Said A A, Wei T H, Hagan D J, Stryland E W V 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 760

    [12]

    Wan Q, Wang T H, Lin C L 2003 Nanotech. 14 L15

    [13]

    Xiao W N, Li R H, Zeng X R, Zhou D J, Zhou J Y 2000 Acta Phys. Sin. 49 1086 (in Chinese) [肖万能、 李润华、 曾学然、 周达君、 周建英 2000 物理学报 49 1086]

    [14]

    Kobayashi T, Kurokawa F, Uyeda N, Suito E 1970 Spectrochim. Acta Part A 26 1305

    [15]

    Cho H S, Rhee H, Song J K, Min C K, Takase M, Aratani N, Cho S, Osuka A, Joo T, Kim D 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 5850

    [16]

    Nakazaki J, Senshu Y, Segawa H 2005 Poly. 24 2538

    [17]

    Lei H, Huang Z L, Wang H Z 2003 Physics 32 19 (in Chinese) [雷 虹、 黄振立、 汪河洲 2003 物理 32 19]

    [18]

    Gayathri C, Ramalingam A 2007 Spectrochim. Acta Part A 68 578

  • [1]

    Chen H X, Yan M, Sun W B 2002 New Chem. Mater. 30 35 (in Chinese) [陈红祥、 严 煤、 孙文博 2002 化工新型材料 30 35]

    [2]

    Blau W, Byrne H, Dennis W M, Kelly J M 1985 Opt.Commun. 56 25

    [3]

    Rao S V, Naga Srinivas N K M, Rao D N, Giribabu L, Maiya B G, Philip R, Kumar G R 2000 Opt. Commun. 182 255

    [4]

    Chen Y M, Wang Y X, Jiang L, Zhang X R, Yang J Y, Li Y L, Song Y L 2009 Acta Phys. Sin. 58 995 (in Chinese) [陈玉明、 王玉晓、 蒋 礼、 张学如、 杨俊义、 李玉良、 宋瑛林 2009 物理学报 58 995]

    [5]

    Zhang B, Liu Z B, Chen S Q, Zhou W Y, Zang W P, Tian J G, Luo D B, Zhu Z A 2007 Acta Phys. Sin. 56 5252 (in Chinese) [张 冰、 刘智波、 陈树琪、 周文远、 臧维平、 田建国、 罗代兵、 朱志昂 2007 物理学报 56 5252]

    [6]

    Yang M, Si J H, Wang Y X, Li C F 1995 Acta Phys. Sin. 44 419 (in Chinese) [杨 淼、 司金海、 王玉晓、 李淳飞 1995 物理学报 44 419]

    [7]

    Dou K, Sun X D, Wang X J, Parkhill R, Guo Y, Knobbe E T 1999 IEEE J. Quantum Electron. 35 1004

    [8]

    Sinha A K, Bihari B, Mandal B K, Chen L 1995 Macromolecules 28 5681

    [9]

    Xia H P, Pu B Y, Zhang Y P, Zhang J L, Fang J H, Wang C K 2000 Chin. Sci. Bull. 45 1225 (in Chinese) [夏海平、 浦炳 寅、 张约品、 章践立、 房江华、 王存宽 2000 科学通报 45 1225] 〖10] Xia H P, Masayuki N 2000 Opt. Mater. 45 93

    [10]

    Dai S X, Xu T F, Nie Q H, Chen Y F, Chen F F, Shen X, Wang X S, Zhang X H 2007 J. Wuhan. Univ. Technol. 29 25 (in Chinese) [戴世勋、 徐铁峰、 聂秋华、 陈燕飞、 陈飞飞、 沈 祥、 王训四、 章向华 2007 武汉理工大学学报 29 25 ]

    [11]

    Mansoor S B, Said A A, Wei T H, Hagan D J, Stryland E W V 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 760

    [12]

    Wan Q, Wang T H, Lin C L 2003 Nanotech. 14 L15

    [13]

    Xiao W N, Li R H, Zeng X R, Zhou D J, Zhou J Y 2000 Acta Phys. Sin. 49 1086 (in Chinese) [肖万能、 李润华、 曾学然、 周达君、 周建英 2000 物理学报 49 1086]

    [14]

    Kobayashi T, Kurokawa F, Uyeda N, Suito E 1970 Spectrochim. Acta Part A 26 1305

    [15]

    Cho H S, Rhee H, Song J K, Min C K, Takase M, Aratani N, Cho S, Osuka A, Joo T, Kim D 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 5850

    [16]

    Nakazaki J, Senshu Y, Segawa H 2005 Poly. 24 2538

    [17]

    Lei H, Huang Z L, Wang H Z 2003 Physics 32 19 (in Chinese) [雷 虹、 黄振立、 汪河洲 2003 物理 32 19]

    [18]

    Gayathri C, Ramalingam A 2007 Spectrochim. Acta Part A 68 578

  • [1] 张海宝, 陈强. 非热等离子体材料表面处理及功能化研究进展. 物理学报, 2021, 70(9): 095203. doi: 10.7498/aps.70.20202233
    [2] 王小飞, 杨华军, 张戈, 张庆礼, 窦仁勤, 丁守军, 罗建乔, 刘文鹏, 孙贵花, 孙敦陆. 自准直法测GdTaO4晶体折射率. 物理学报, 2016, 65(8): 087801. doi: 10.7498/aps.65.087801
    [3] 范昌君, 王瑞雪, 刘振, 雷勇, 李国庆, 熊祖洪, 杨晓晖. 基于溶液加工小分子材料发光层的有机-无机复合发光器件. 物理学报, 2015, 64(16): 167801. doi: 10.7498/aps.64.167801
    [4] 王承伟, 赵全忠, 张扬, 王关德, 钱静, 鲍宗杰, 李阳博, 柏锋, 范文中. 偏振对飞秒激光辐照LiF晶体的影响. 物理学报, 2015, 64(20): 205204. doi: 10.7498/aps.64.205204
    [5] 徐新河, 吴夏, 肖绍球, 甘月红, 王秉中. 磁电超材料折射率特性分析. 物理学报, 2013, 62(8): 084101. doi: 10.7498/aps.62.084101
    [6] 郑晶晶, 简水生, 马林, 柏云龙, 裴丽, 宁提纲, 闻映红. 具有大范围高分辨率线性响应特性的超短无芯光纤溶液折射率传感器. 物理学报, 2013, 62(15): 150703. doi: 10.7498/aps.62.150703
    [7] 林峰, 谭超, 周元, 傅喜泉. 非线性介质中强光对弱光聚焦的控制研究. 物理学报, 2013, 62(14): 144208. doi: 10.7498/aps.62.144208
    [8] 庄晓波, 夏海平. 用Z-扫描技术研究卟啉铜偶合TiO2/SiO2有机-无机材料的非线性吸收特性. 物理学报, 2012, 61(18): 184213. doi: 10.7498/aps.61.184213
    [9] 汤世伟, 朱卫仁, 赵晓鹏. 光波段多频负折射率超材料. 物理学报, 2009, 58(5): 3220-3223. doi: 10.7498/aps.58.3220
    [10] 高喜存, 胡 巍, 张 涛, 郭 旗, 王新爱, 龙学文. 利用Z扫描技术确定非局域非线性介质的非线性折射率. 物理学报, 2007, 56(4): 2237-2242. doi: 10.7498/aps.56.2237
    [11] 曾 然, 许静平, 羊亚平, 刘树田. 负折射率材料对Casimir效应的影响. 物理学报, 2007, 56(11): 6446-6450. doi: 10.7498/aps.56.6446
    [12] 赵天恩, 伍瑞新, 杨 帆, 陈 平. 周期性层状铁氧体-电介质复合材料中导模模式的有效负折射率. 物理学报, 2006, 55(1): 179-183. doi: 10.7498/aps.55.179
    [13] 张 华, 陈小华, 张振华, 邱 明, 许龙山, 杨 植. 接枝羧基的有限长碳纳米管电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(6): 2986-2991. doi: 10.7498/aps.55.2986
    [14] 刘思敏, 赵红娥, 郭 儒, 汪大云, 高垣梅, 黄春福, 陆 猗. 测量光折变非线性参量动态行为的一种新方法. 物理学报, 2004, 53(6): 1735-1741. doi: 10.7498/aps.53.1735
    [15] 于世瑞, 赵有源, 李潞瑛. 有机材料ZnTBP-CA-PhR的非线性吸收和光学限幅性能. 物理学报, 2003, 52(4): 859-863. doi: 10.7498/aps.52.859
    [16] 唐永林, 李大义, 陈建国, 康 俊. 对数型折射率饱和非线性介质中光孤子高斯型呼吸模式. 物理学报, 1999, 48(7): 1248-1253. doi: 10.7498/aps.48.1248
    [17] 杨启光, 费浩生, 魏振乾. 测量慢弛豫介质的非线性折射率Z扫描方法. 物理学报, 1995, 44(11): 1754-1760. doi: 10.7498/aps.44.1754
    [18] 尹鑫, 吕孟凯, 程端平. KIO3晶体的折射率和非线性光学性能. 物理学报, 1987, 36(11): 1492-1495. doi: 10.7498/aps.36.1492
    [19] 朱诗尧, 方俊鑫. 光纤材料折射率的温度和非线性特性. 物理学报, 1986, 35(4): 451-458. doi: 10.7498/aps.35.451
    [20] 吴存恺, 范俊颖. 在钕玻璃中双光子共振吸收引起的非线性折射率. 物理学报, 1979, 28(5): 150-152. doi: 10.7498/aps.28.150
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-24
  • 修回日期:  2010-05-04
  • 刊出日期:  2011-01-05

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