cuxosio2复合薄膜的制备与非线性光学性能的分析word格式论文.docxVIP

摘要非线性光学(NLO)薄膜材料广泛应用于光通信技术、激光传导技术、纳米光电 子技术等方面。CuxO 基非线性光学薄膜材料成本低的特点受到广泛关注，研发性 能优良的 CuxO 基三阶非线性材料对光电子学具有深远意义。本论文通过使用电化 学诱导溶胶凝胶法结合退火技术制备了 CuxO/SiO2 复合薄膜，研究了 CuxO/SiO2 复 合薄膜样品的三阶 NLO 性能与制备条件之间的关系以及溶胶中 Cu 的成核机理。 以硫酸铜(CuSO4)和正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)为前驱体，配制了不同 pH 值条件 下清澈稳定的 CuSO4-SiO2 复合溶胶体，以该溶胶为电解液，采用电化学诱导溶胶 凝胶法制备了 Cu/SiO2 透明薄膜，再经过 250℃和 450℃热处理，分别得到被 XRD 和 SEM/EDX 表征为 Cu2O/SiO2 和 CuO/SiO2 的复合薄膜。采用 Z 扫描法测试这两 种复合薄膜的三阶 NLO 性质，得到 Z 扫描曲线的拟合值参数，再通过结合线性光 学性质参数与薄膜厚度值，计算可得复合薄膜的三阶 NLO 极化率?(3)达到 10?7~10?6esu，复合薄膜的非线性光学性能优良。在 pH 值为 2 的 CuSO4-SiO2 复合溶胶中添加不同浓度的 EG 和 PEG(分子量 6000)，及 JGB 和 MPS+Cl-，配制了含有添加剂的清澈稳定复合溶胶，以此复合溶 胶为电解液，采用电化学诱导溶胶凝胶-热处理制备的 Cu2O/SiO2 和 CuO/SiO2 复合 透明薄膜。其?(3)在 10?7 esu 左右。采用循环伏安法与计时安培法分别研究了 CuSO4 硅溶胶电解液中不同 pH 值 条件下铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为。结果表明，在不同 pH 的 CuSO4 硅溶胶电解液中，Cu 在硅溶胶电解质中的电结晶为瞬时成核-3 维生长机理。硅溶 胶中，Cu2+的传递系数 ? 均大于 0. 9，表明吸附层的存在；Cu2+在吸附过程的总放 电量 Qads 随 pH 值增大而增大。关键词：电化学-溶胶凝胶，CuxO/SiO2 复合薄膜，非线性光学，Z-扫描，铜电结晶，ABSTRACTThe nonlinear optical material thin films have promising applications in optical communication, laser technique and nano optical molecular technology and other fields. CuxO based nonlinear optical thin film has been attracted much attention because of its low cost. So it is very important to research and develop the materials of CuxO with excellent third-order nonlinear optical properties. In this dissertation, CuxO/SiO2 composite films were prepared by using the electrochemical sol-gel method combined with heat treatment. The third-order nonlinear optical properties of the as-prepared CuxO/SiO2 composite films and the nucleation mechanism of copper in the sol were studied.The stable and transparent CuSO4-SiO2 composite sols with different pH values were prepared by using copper sulfate and tetraethoxysilane as precursors. The Cu/SiO2 composite films were obtained by electrochemical sol-gel method using the prepared composite sol as electrolytes. The films characterized as CuO/SiO2 and Cu2O/SiO2 composite films by XRD and SEM/EDX were obtained by heating the as-prepared