可溶性聚噻吩甲烯包覆碳纳米管的三阶非线性光学响应

易文辉; 徐友龙; 封  伟; 吴洪才; 高  潮

doi:10.7498/aps.55.3736

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可溶性聚噻吩甲烯包覆碳纳米管的三阶非线性光学响应

易文辉 , 徐友龙 , 封伟 , 吴洪才 , 高潮

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可溶性聚噻吩甲烯包覆碳纳米管的三阶非线性光学响应

易文辉, 徐友龙, 封伟, 吴洪才, 高潮

物理学报, 2006, 55(7): 3736-3742.

doi: 10.7498/aps.55.3736

Third-order nonlinear response of conjugated polymer coated carbon nanotubes

Yi Wen-Hui, Xu You-Long, Feng Wei, Wu Hong-Cai, Gao Chao

Acta Phys. Sin., 2006, 55(7): 3736-3742.

doi: 10.7498/aps.55.3736

摘要
采用原位聚合的方法合成了聚(3-己基噻吩)-2,5-二(4-羟基-3-甲氧基苯甲烯)包覆的多壁碳纳米管(PHTHMOBQ/MWNTs). 荧光光谱分析表明, PHTHMOBQ/MWNTs复合体中, 碳纳米管与共轭聚合物PHTHMOBQ之间形成光致电子转移体系, 使得π电子离域程度增加, 并且导致荧光量子效率降低. 根据Eg与入射光子能量hν的关系, 拟合了PHTHMOBQ/MWNTs薄膜的光学禁带宽度. 发现随着碳纳米管含量的增加, Eg逐步减小. 采用简并四波

关键词:
共轭聚合物 /

碳纳米管 /

光致电子转移 /

三阶非线性光学效应
Abstract
Carbon nanotubes coated with an nonlinear optical (NLO) polymer, poly［3-hexylthiophene-2,5-diyl］-［3-methoxyl-4-hydroxyl-benzylidenequino-methane］(PHTHMOBQ/MWNTs), were synthesizedvia in-situ polymerization. The micrograph of PHTHMOBQ/MWNTs has the coaxial tubular structure, which indicated that the polymer was restricted and wrapped on the surface of carbon nanotubes while propagating during polymerization. PHTHMOBQ/MWNTs showed fluorescence quenching, which involved the inter-molecular photo-induced charge transfer process. Third-order nonlinear susceptibility χ(3) and second-order hyperpolarizability γ of PHTHMOBQ/MWNTs were measured using degenerate four wave mixing at 532nm under nanosecond pulse excitation. The two pump beams were vertically polarized and the probe beam was horizontally polarized to avoid thermal effect. The third-order NLO responses were enhanced gradually when nanotube content increased, which was attributed to inter-molecular photo-induced electron transfer between PHTHMOBQ and MWNTs.

Keywords:
conjugated polymer /

carbon nanotubes /

photo-induced electron transfer /

third-order nonlinear optical responses
作者及机构信息
易文辉²,

徐友龙²,

封伟¹,

吴洪才²,

高潮²

(1)天津大学材料科学与工程学院,天津 300072; (2)西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：No. 50473073, 60307001, 60277002)资助的课题.
Authors and contacts
Yi Wen-Hui²,

Xu You-Long²,

Feng Wei¹,

Wu Hong-Cai²,

Gao Chao²

(1)天津大学材料科学与工程学院,天津 300072; (2)西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049
参考文献

施引文献

[1]	林旖旎, 马立, 杨权, 耿松超, 叶茂盛, 陈涛, 孙立宁. 径向压缩碳纳米管的电子输运性质. 物理学报, 2022, 71(2): 027301. doi: 10.7498/aps.71.20211370
[2]	林旖旎, 马立, 杨权, 陈涛. 径向压缩碳纳米管的电子输运性质. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211370
[3]	傅聪, 叶梦浩, 赵晖, 陈宇光, 鄢永红. 共轭聚合物链中光激发过程的无序效应. 物理学报, 2021, 70(11): 117201. doi: 10.7498/aps.70.20201801
[4]	秦亚强, 陈瑞云, 石莹, 周海涛, 张国峰, 秦成兵, 高岩, 肖连团, 贾锁堂. 共轭聚合物单分子构象和能量转移特性研究. 物理学报, 2017, 66(24): 248201. doi: 10.7498/aps.66.248201
[5]	武小芳, 谢树果, 何云涛, 李丽, 李小路. 碳纳米管光学天线的有效波长和谐振特性. 物理学报, 2016, 65(9): 097801. doi: 10.7498/aps.65.097801
[6]	马玉龙, 向伟, 金大志, 陈磊, 姚泽恩, 王琦龙. 碳纳米管薄膜场蒸发效应. 物理学报, 2016, 65(9): 097901. doi: 10.7498/aps.65.097901
[7]	李冬梅, 袁晓娟, 周加强. 共轭聚合物中链内无序效应对极化子输运的影响. 物理学报, 2013, 62(16): 167202. doi: 10.7498/aps.62.167202
[8]	蒋礼林, 宋云飞, 刘伟龙, 于国洋, 何兴, 王阳, 吴红琳, 杨延强. 5(6)羧基荧光素敏化TiO2纳米粒子的光致电子转移的荧光特性研究. 物理学报, 2012, 61(9): 090505. doi: 10.7498/aps.61.090505
[9]	王利光, 张鸿宇, 王畅, Terence K. S. W.. 嵌入锂原子的zigzag型单壁碳纳米管的电子传导特性. 物理学报, 2010, 59(1): 536-540. doi: 10.7498/aps.59.536
[10]	张丽娟, 胡慧芳, 王志勇, 魏燕, 贾金凤. 硼掺杂单壁碳纳米管吸附甲醛的电子结构和光学性能研究. 物理学报, 2010, 59(1): 527-531. doi: 10.7498/aps.59.527
[11]	刘红, 印海建, 夏树宁. 形变碳纳米管场效应晶体管的电学性质. 物理学报, 2009, 58(12): 8489-8500. doi: 10.7498/aps.58.8489
[12]	牛巧利, 章勇, 范广涵. 高效率共轭聚合物主体绿光磷光发光二极管. 物理学报, 2009, 58(12): 8630-8634. doi: 10.7498/aps.58.8630
[13]	彭瑞祥, 陈冲, 沈薇, 王命泰, 郭颖, 耿宏伟. 非晶/结晶共混对聚合物光伏电池性能的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 6582-6589. doi: 10.7498/aps.58.6582
[14]	秦玉香, 胡明. 钛碳化物改性碳纳米管的场发射性能. 物理学报, 2008, 57(6): 3698-3702. doi: 10.7498/aps.57.3698
[15]	李萍剑, 张文静, 张琦锋, 吴锦雷. 基于碳纳米管场效应管构建的纳电子逻辑电路. 物理学报, 2007, 56(2): 1054-1060. doi: 10.7498/aps.56.1054
[16]	张助华, 郭万林, 郭宇锋. 轴向磁场对碳纳米管电子性质的影响. 物理学报, 2006, 55(12): 6526-6531. doi: 10.7498/aps.55.6526
[17]	封伟, 易文辉, 冯奕钰, 吴子刚, 张振中. 聚苯胺/碳纳米管复合体的制备及其三阶非线性光学性能研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3772-3777. doi: 10.7498/aps.55.3772
[18]	陈将伟, 杨林峰. 有限长双壁碳纳米管的电子输运性质. 物理学报, 2005, 54(5): 2183-2187. doi: 10.7498/aps.54.2183
[19]	封伟, 易文辉, 徐友龙, 连彦青, 王晓工, 吉野胜美. 聚苯胺-碳纳米管复合体的制备及其光响应. 物理学报, 2003, 52(5): 1272-1277. doi: 10.7498/aps.52.1272
[20]	封伟, 曹猛, 韦玮, 吴洪才, 万梅香, 吉野胜美. 有机聚合物受体给体复合体薄膜光伏电池性能研究. 物理学报, 2001, 50(6): 1157-1162. doi: 10.7498/aps.50.1157

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物理学报. 2006, 55(7): 3736-3742.

doi: 10.7498/aps.55.3736.

可溶性聚噻吩甲烯包覆碳纳米管的三阶非线性光学响应

1. (1)天津大学材料科学与工程学院,天津 300072; (2)西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：No. 50473073, 60307001, 60277002)资助的课题.

收稿日期: 2005-10-17
修回日期: 2005-12-12
刊出日期: 2006-07-20

摘要: 采用原位聚合的方法合成了聚(3-己基噻吩)-2,5-二(4-羟基-3-甲氧基苯甲烯)包覆的多壁碳纳米管(PHTHMOBQ/MWNTs). 荧光光谱分析表明, PHTHMOBQ/MWNTs复合体中, 碳纳米管与共轭聚合物PHTHMOBQ之间形成光致电子转移体系, 使得π电子离域程度增加, 并且导致荧光量子效率降低. 根据Eg与入射光子能量hν的关系, 拟合了PHTHMOBQ/MWNTs薄膜的光学禁带宽度. 发现随着碳纳米管含量的增加, Eg逐步减小. 采用简并四波

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(1)天津大学材料科学与工程学院,天津 300072; (2)西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049

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