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理化所等在宽波段非线性光限幅材料研究方面取得新进展_亚博全站APP登录发布日期:2022-10-31 浏览次数:
本文摘要:近日,化学系所光化学切换与功能材料院重点实验室特种影像材料与技术研究中心的研究人员与南京理工大学曾海波课题组合作,利用液相挤压方法高产亲率制取了高结晶性的少层锑烯;通过球差校正高分辨透射电镜检验了锑烯的准确原子结构;顺利制取了高浓度(1wt%)高性能光限幅锑烯有机硅凝胶玻璃。

近日,化学系所光化学切换与功能材料院重点实验室特种影像材料与技术研究中心的研究人员与南京理工大学曾海波课题组合作,利用液相挤压方法高产亲率制取了高结晶性的少层锑烯;通过球差校正高分辨透射电镜检验了锑烯的准确原子结构;顺利制取了高浓度(1wt%)高性能光限幅锑烯有机硅凝胶玻璃。在532-2000nm的超宽波段内,锑烯在悬浊液和凝胶玻璃器件中都展现杰出的激光限幅性能。该工作已申请人国家专利,并以Few-layerAntimonene:LargeYieldSynthesis,ExactAtomicalStructureandOutstandingOpticalLimiting为题公开发表在J.Am.Chem.Soc.上。

其中,中科院化学系所孙兴明助理研究员为联合第一作者,谢政副研究员为联合通讯作者。  在该工作中,南京理工大学利用液相挤压法高产亲率地制取了高结晶性的少层锑烯,并检验了锑烯的准确原子结构,化学系所证明了锑烯在非线性光学领域中作为光限幅材料具有良好的性能,在完全相同的线性利用亲率下锑烯集中液具备比石墨烯集中液更佳的光限幅能力。在532nm的纳秒激光的脉冲太阳光下,当入射光能量密度超过40J/cm2时,线性利用率为70%的锑烯悬浮液的利用亲率降至5%,这意味著超强90%的能量被保证了,而同等条件下,石墨烯悬浮液的利用亲率只降至15%。

通过对Z-扫瞄结果和有所不同溶剂中锑烯的光限幅性能的分析,找到锑烯光限幅的机制来自于其非线性吸取与非线性反射能力。  少层锑烯的原子结构和光限幅性能曲线  532nm和1064nm完全相同利用亲率下的少层锑烯和少层石墨烯光限幅性能较为  同时,化学系所制取了锑烯高浓度均匀分布掺入的有机硅凝胶玻璃,锑烯在凝胶玻璃中的掺入浓度可以超过1%以上。

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结果表明:该凝胶玻璃在近于长的光谱范围内(532-2000nm)皆具备十分出色的光限幅性能。与基于石墨烯掺入的有机硅凝胶玻璃比起,在光限幅能力基本类似于的情况下,锑烯基玻璃在长时间的红外线到将近红外光下无色半透明,平均值利用亲率超过90%,而石墨烯恩玻璃早已变为了灰黑色,这指出锑烯基玻璃更为具备实用价值与意义。制取的锑烯基玻璃还具备出色的环境稳定性,并可展开切割成、抛光和光学加工,不利于先前器件化。

  锑烯掺入有机硅凝胶玻璃的制取路线和新鲜断面扫描电镜照片  自石墨烯找到以来,二维材料以其独有的性质更有了研究人员的普遍注目,一系列新型二维半导体被大大考古。2014年,复旦大学张远波等课题组和南京理工大学曾海波课题组分别首次独立国家制取和明确提出了二维黑磷、砷烯和锑烯等第五主族烯。

在上述工作基础上,本论文在国际上首次说明了了锑烯在非线性光学领域中具备良好的性能,不仅可以为光学领域获取一种超宽波段的非线性光限幅材料,而且未来将会为以锑烯为代表的二维材料修筑新的研究领域和应用于方向。


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