由于石墨烯基非線性光學(xué)材料在光子學(xué)及光電子學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用,近年來石墨烯非線性光學(xué)性質(zhì)及其調(diào)控研究引起了實(shí)驗(yàn)和理論研究興趣。本文采用量子化學(xué)方法計(jì)算了石墨烯量子點(diǎn)的非線性光學(xué)性質(zhì),探討了影響非線性光學(xué)性質(zhì)的的因素:包括尺寸、取代基、頻率色散效應(yīng)、外電場和摻雜基團(tuán),為高性能石墨烯量子點(diǎn)光電材料的設(shè)計(jì)和合成提供了理論依據(jù)。取得主要結(jié)果如下:1.研究了六角石墨烯量子點(diǎn)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下線性極化率和第二超極化率。討論了石墨烯量子點(diǎn)的線性極化率和第二超極化率與量子點(diǎn)尺寸、取代基和入射光頻率的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),隨著石墨烯量子點(diǎn)尺寸的增大,前線分子軌道能隙減小,導(dǎo)致了極化率和靜態(tài)第二超極化率的增加。此外,引入電子給體/受體可以顯著增加石墨烯量子點(diǎn)的(超)極化率。最后,我們還討論了石墨烯量子點(diǎn)的線性極化率和第二超極化率的頻率色散效應(yīng),并發(fā)現(xiàn)石墨烯量子點(diǎn)的三階非線性光學(xué)性質(zhì)受入射光頻率強(qiáng)烈影響,因此可以通過改變?nèi)肷涔忸l率來調(diào)控其非線性光學(xué)響應(yīng)。2.研究了中心對稱的六角石墨烯量子點(diǎn)在外電場作用下的第一超極化率以及其結(jié)構(gòu)、前線分子軌道、態(tài)密度等電子性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn),外電場場強(qiáng)的大小和方向?qū)κ┝孔狱c(diǎn)結(jié)構(gòu)有重要...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 非線性光學(xué)效應(yīng)
    1.2 非線性光學(xué)材料
    1.3 石墨烯非線性光學(xué)
    1.4 課題提出與研究內(nèi)容
2 非線性光學(xué)系數(shù)的量子化學(xué)計(jì)算方法
    2.1 多態(tài)求和法
    2.2 有限場方法
    2.3 從頭算(abinitio)方法
    2.4 半經(jīng)驗(yàn)方法
    2.5 密度泛函理論
3 石墨烯量子點(diǎn)極化率和第二超極化率的尺寸效應(yīng)、取代效應(yīng)和頻率色散效應(yīng)
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 外電場下六角石墨烯量子點(diǎn)的二階非線性光學(xué)性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 環(huán)硼氮烷環(huán)(B3N3)摻雜石墨烯量子點(diǎn)三階非線性光學(xué)性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算方法
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3874386