【摘要】：有機(jī)非線性材料4 (4 二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對(duì)甲基苯磺酸鹽(DAST)具有較高的非線性光學(xué)系數(shù)和電光系數(shù),表現(xiàn)出極強(qiáng)的非線性光學(xué)特性,在生物醫(yī)學(xué)、光通信和材料科學(xué)等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用前景。然而,DAST晶體的尺寸較小、結(jié)晶度較低和生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)等因素限制了其廣泛應(yīng)用。為此,本文從兩個(gè)方向?qū)AST晶體生長(zhǎng)進(jìn)行研究,一是在傳統(tǒng)溶液降溫法的基礎(chǔ)上,結(jié)合向溶液中添加油酸的方法進(jìn)行DAST單晶生長(zhǎng);二是利用外加交流電場(chǎng)在有方形光刻膠陣列的ITO電極上誘導(dǎo)DAST微晶陣列快速生長(zhǎng)。主要研究成果如下:(1)使用自制的Dean-Stark裝置,成功地合成了DAST,并對(duì)合成的DAST進(jìn)行重結(jié)晶。采用溶劑蒸發(fā)法,研究了不同濃度下DAST晶體的生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明,隨著溶液濃度的增加,得到的DAST晶體的厚度也隨之增加,表現(xiàn)出沿c軸方向生長(zhǎng)的特性。(2)研究了DAST晶體生長(zhǎng)的兩種不同方法,包括傳統(tǒng)的溶液降溫法以及在傳統(tǒng)溶液降溫法的基礎(chǔ)上向溶液中添加油酸的方法。利用傳統(tǒng)溶液降溫法,我們生長(zhǎng)的最大DAST單晶尺寸為5.8×5.5×0.9 mm~3,呈規(guī)則的方形。與之相比,添加油酸生長(zhǎng)的最大DAST單晶尺寸為11×8×1.2 mm~3,呈不規(guī)則的六邊形。對(duì)比兩種方法生長(zhǎng)的DAST單晶的紫外可見(jiàn)光譜、X射線衍射光譜以及晶體表面的刻蝕分析等結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)在DAST甲醇溶液中添加油酸,能夠誘導(dǎo)生長(zhǎng)結(jié)晶度高、缺陷少、尺寸大的DAST單晶。此外,本文還從氫鍵影響DAST晶體的(010)晶面的角度,解釋了不規(guī)則六邊形晶體形成的原因。本實(shí)驗(yàn)的方法和結(jié)果對(duì)后期研究大尺寸、結(jié)晶度高、缺陷少的有機(jī)單晶生長(zhǎng)有著重要的參考價(jià)值。(3)從理論上推導(dǎo)了二次諧波(SHG)效應(yīng)產(chǎn)生的條件。提出利用外加交流電場(chǎng)在具有方形光刻膠圖形的ITO表面誘導(dǎo)DAST微晶陣列生長(zhǎng)的新方法,并對(duì)ITO電極表面微晶材料的晶態(tài)和光學(xué)特性進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明,交流電場(chǎng)的引入并沒(méi)有改變DAST分子的化學(xué)結(jié)構(gòu),卻明顯地改變了DAST微晶的結(jié)晶度。并且,還對(duì)DAST微晶陣列的形成原因進(jìn)行了解釋。此外,基于電場(chǎng)誘導(dǎo)生長(zhǎng)的DAST微晶陣列,利用SHG測(cè)量光路,研究了微晶陣列的SHG和退火溫度之間的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著退火溫度的升高,微晶陣列二次諧波的強(qiáng)度先升高再降低。重要的是,還從退火溫度對(duì)晶粒尺寸的影響和微晶表面缺陷兩個(gè)方面對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。相關(guān)成果將為有機(jī)微晶陣列的快速生長(zhǎng)提供一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案。
【圖文】：

DAST分子

DAST晶體結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：O782;O734

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692742