CdSe-ZnS核-殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的非線性光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、因為量子尺寸效應(yīng)和表面界面效應(yīng)等，半導(dǎo)體量子點(diǎn)表現(xiàn)出新穎的非線性光學(xué)特性，在光開關(guān)、光限幅等方面有廣泛的應(yīng)用前景。Z掃描技術(shù)是研究材料非線性光學(xué)性質(zhì)的一種有效的方法，裝置簡單，靈敏度高，不僅可以測量非線性折射率的大小及其符號，也可以測量非線性吸收，已經(jīng)成為研究材料非線性光學(xué)性質(zhì)的基本辦法之一。
　　 本論文首先對非線性光學(xué)的研究背景，發(fā)展現(xiàn)狀，以及半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光學(xué)非線性做了大概介紹，其次對Z掃描技術(shù)和理論做了總結(jié)性的概括，最后

2、通過自建Z掃描實驗系統(tǒng)，結(jié)合吸收光譜在近共振的條件下，對CdSe/ZnS核-殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的非線性光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并分析了其光學(xué)非線性的物理機(jī)制。取得的主要結(jié)論有：
　　 1.CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)吸收光譜隨樣品尺寸的大小而變化，吸收邊相對于體相材料CdSe有“藍(lán)移”現(xiàn)象，并且尺寸越小，藍(lán)移越大。
　　 2.當(dāng)激發(fā)光能量hv(2.33eV)大于樣品的禁帶寬度Eg(2.24eV)時，納秒脈沖激勵下，非

3、線性折射表現(xiàn)為負(fù)，主要由熱效應(yīng)引起。隨著光強(qiáng)的增加，非線性吸收表現(xiàn)為飽和吸收向反飽和吸收的轉(zhuǎn)化。理論分析結(jié)果表明：低光強(qiáng)下飽和吸收由兩種機(jī)制引起，為基態(tài)載流子被激發(fā)至不同的激發(fā)態(tài)能級上，分別對應(yīng)慢過程和快過程；高光強(qiáng)下出現(xiàn)的反飽和吸收由和快過程相關(guān)的激發(fā)態(tài)吸收引起。
　　 3.當(dāng)激發(fā)光能量hv(2.33eV)小于樣品的禁帶寬度Eg(2.47eV)時，納秒脈沖激勵下，非線性折射在低光強(qiáng)下表現(xiàn)為負(fù)，主要是熱效應(yīng)，高光強(qiáng)下則有五階非線

4、性折射率出現(xiàn)，也表現(xiàn)為負(fù)。隨著光強(qiáng)的增加，非線性吸收表現(xiàn)為飽和吸收向反飽和吸收的轉(zhuǎn)化，分析結(jié)果表明：低光強(qiáng)下飽和吸收主要由快過程引起；高光強(qiáng)下出現(xiàn)的反飽和吸收則由激發(fā)態(tài)吸收和雙光子吸收引起。
　　 4.皮秒Z掃描排除了熱效應(yīng)的影響。激發(fā)光能量hv(2.33eV)大于和小于樣品的禁帶寬度Eg(2.24eV,2.47eV)時，兩種情況下CdSe/ZnS量子點(diǎn)的非線性吸收表現(xiàn)和納秒光激勵相似，均為飽和吸收向反飽和吸收轉(zhuǎn)化。通過“閉孔/