新型有机／无机复合材料的合成及其二阶非线性光学特性.pdfVIP

维普资讯 第18卷第4期 高分子材料科学与工程 v01．18，N0．4 2002年 7月 m IYMER M ATERIAlSSCIENCE AND ENGINEERING Ju1．2002 新型有机 ／无机复合材料 的合成 及其二阶非线性光学特性 奚红 霞，李 忠 巫 江虹 (华南理工大学化工学院 ．广东 广州 510640) (华南理工大学交通学 院．广东 广州 510640) 摘要 ：以y一异氰酸基丙基三 乙氧基硅烷 (简称 ICPTE0S)作 中间体 ，用溶胶一凝胶法 (Sol—Ge1)合成 了含对 硝基偶氮苯酚 (NHA)生色 团的新型键合型有机 ／无机复合非线性光 学(NLO)材料 ，在这种有机 生色 团 与无机 玻璃键舍 形成 的交联 网络 结构 中，无机玻璃 的刚性三维结构和优 良的高温稳定性能有效抑制 NL0 生 色团的极化松弛 。二次谐 波信号 (SHG)测量表 明 ：合成 的键合型聚合物膜的二阶非线性光学 系 数 (d )值 可达2．O1×10 esu；NLO 稳 定性也较 好 ，在 室温 下放置 90d，其 d33值能 维持初 始值 的 92．1 ；在 1O0C放置 300min，其 d 值仍能维持初始值 的57．3％。 关键词 ：溶胶一凝胶法 ；有机 ／无机复合非线性光学材料 ；聚合物膜 ；极化松弛 ；生色 团 中图分类 号 ；TB33O631．2 4 文 献标 识码 ：A 文章编 号 ：1000—7555(2002)04—0173—04 随着人类对信 息需求 的 日益增加 ，大力发 有机 ／无机复合 NIO材料成为研究热点 ，通过 展光通讯技术 ，实现信息的大容量 、高效、快速 将有机生色 团键合 到无机硅氧 网络上 ，来 突破 传递 已成为整个光 电子科技领域 的前沿和热 门 溶解度对有机生色 团在 NIO材料 中含量 的限 课题 。极化聚合物非线性光学材料 由于具有高 制 ，同时也进 一步克服有 机生色 团的极化松 的非线性光学活性 、超快响应速度和易于加工 、 弛 [2]。本文选取 NHA 为生色 团，通过 中间体 设计和合成等优点被公认是实现光通讯 的关键 ICPTEOS与无机硅氧 网络键 合 ，制取键合型 材料 ，日益受到 国内外科学家的重视 。但是 目前 有机 ／无机复合 NIO材料。 这一领域 的研 究仍存在许 多亟待解决 的 问题 ， 特别是材料 的高温稳定性距实用化的要求有很 1 实验部分 大距 离 口]。 I．I 原料及仪器 Sol—Gel法是近年来 出现的一种制备二 阶 正硅酸 乙酯 ：A．R．级 ；盐酸 (37 )：A．R． NI0材料的新方法 ，这种方法 的主要优点在于 级 ；y一异氰酸丙基三 乙氧基硅烷 (Fluka，95)； 能在低于有机生色 团的分解温度下 ，将无机 玻 对硝基偶氮苯酚 ：实验室 自行制取 ；所用溶剂 璃与有机生色团进行掺杂或键合 ，制备有机 ／无 1，4一二氧 六 环 (A．R．级 )、N，N一二 甲基 甲酰 胺 机 复合 NI0材料 ，通过无机 玻璃 的刚性无定 (A．R．级)、无水 乙醇 (A．R．级)、三 乙胺 (A．R． 型三维结构和优 良的高温稳定性来抑制 NI0 级)、正 己烷 (A．R．级)等都经纯化处理后使用 。 生色 团的取 向松弛 ，提高 NI()材料 的高温稳 pH 值 由PHS一3型精密酸度计测 定 ；粘度 定性 。其 中掺杂法简单 易行 ，但 由于受有机生色 ( )由 RHE0TEST2—5OHz—TYRRVa(Ger— 团在无机溶胶 中溶解度 的限制 ，材料在高温下 many)滚筒式 旋转 粘度计 测 定 ；H—NMR 由