富勒烯和其衍生物光学非线性研究.pdfVIP

C20 富勒烯及其衍生物光学非线性研究 龚旗煌，王树峰，黄文涛，刘春玲，杨宏 100871． (北京大学物理系；人工微结构与介观物理国家重点实验室， 北京) 作为碳的第三种基本形态，富勒烯家族的研究引起人们的极大重视。有关材料的伟0各、 分离、修饰、表征和物性测量是近十年采物理学、化学和材料科学等交叉研究的前沿课题。 本报告将回顾有关富勒烯及其衍生物光学非线性方面研究进展，井着重介绍北大在这一方 面研究的成果。 含有丰富三维笼型Ⅱ电子的富勒烯分子簇一旦大量制备和分离成功，它们的光学和光 电子学性质就引起人们的极太重视【l刈并一直研究至今5“， 1)富勒烯分子及其衍生物超快三阶光学非线性研究 丰富,／．1-电子的存在是有机及聚台物材料巨大光学非线性的起源，而富勒烯分子簇具有的 三维对称结构并高速旋转的／t电子则使得它们的非线性光学性质的研究变得复杂。虽然 不同j、组和不同实验条件下，有关富勒烯分子本身三阶光学非线性的研究结果有很大的 出入。但，必威体育精装版结果则表明富勒烯分子本身通过Ⅱ电子贡献的的非线性响应很小，通过 与其它电荷给体形成电荷转移复台体则极大地增强富勒烯的非线性光学响应。图一为我 们开展实验研究的飞秒时间分辨光克尔系统。图二为典型的富勒烯分子衍生物的飞秒光 克尔信号的响应曲线。通过这信号大小我们获得材料的三阶非线性系数。实验结果列于 表一。表明了通过加成反应获得的富勒烯C60和C70衍生物分子的超极化率Y一般都比 C60和C70分子本身的Y增大几十至数百倍。此外，我们还测量了单层继米碳管(1．3rim 直径，160am长度)的值大到2．1x102Sosu。 图一，飞秒光克尔实验装置 圈二五加成c。腈氨光克尔信号 表一富勒烯及其衍生物二阶超极化辜 cm c* CuPc．．Cso C。(叩k‰(NHCNk 90×10“e∞5．0x10“em 1．6：10。em 3．2x10。e∞ 5．4x10‘”cm 2)富勒烯分子及其衍生物光限幅研究 c。及C∞三重态的巨大吸收表明了它们是一类很好的反饱和吸收光限幅材料[2，7】。为进一步提 高材料的光限幅性能，近几年来富勒烯衍生物口。51的非线性光限幅效应受到了人们的广泛关注。 邻二氯苯溶液对纳秒YAG倍频激光的光限幅效应。结果表明富勒烯金属络合物比富勒烯分子本 身有明显的光限幅效应增强。图三表示具有相同透过率的c。分子和c∞金属络合物光限幅结果。 理论分析表明加入重金属怕导致的分子内的电荷转移可能对光限幅效应的增强起主导作用。 图三‰《。)分子和‰金属络台物(·)光限幅实验结果 3)其它研究 作为一种效果很好的光敏剂，富勒烯c。舟子还被广泛应用于聚合物光折变复合材料的制备 中。W／K：D洲PAA：c。：ECZ复合聚合物薄膜表现出二波耦合系数高达200cm1的优良性能。 ZhouandD flu,X Gong,YsIⅡZ．Xia,EH．Zou’Z Qiang，J．Appl．Phys．，710992)3025． …Q f21LWTulIandA Ko馥Nature356f】992) and I,ett f31ZI-LKakafi，J＆Lmdle、皿Pong,FJBatori,L．工LingJ．Mill]妇孔Chem．P畸sl髂(1992H 【41L andR L舭笠6(1994)605 Yazlg，R．DorsinvilleAI庙mo．Chera．Phys