含CdS/偶氮分子的PMMA/SiO2纳米复合二阶非线性光学材料的制备与性能  

Preparation of PMMA/SiO_2 composite material containing CdS/azo-dye molecules and its second-order nonlinear optical properties

作　　者：赵立英[1] 刘长生[2] 官建国[1] 周爱军[3] 

机构地区：[1]武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070 [2]武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074 [3]中国科学院合肥物质研究院等离子体物理研究所,安徽合肥230031

出　　处：《化工学报》2008年第4期1044-1050,共7页CIESC Journal

基　　金：国家自然科学基金项目(50343018);国家高技术研究发展计划项目(2003AA302330);湖北省教育厅科研基金项目(2001B20003);武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室开放基金项目(G201)~~

摘　　要：以γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为偶联剂,用溶胶-凝胶法合成了含4-(4′-对硝基偶氮苯)-3-氨基-苯胺(DAB)生色团的键合型有机/无机复合非线性光学材料。以掺杂的方式引入表面用AOT修饰的纳米CdS微粒。在160℃、6000V条件下经电晕电场极化后,只含DABASD的聚合物膜极化后序参数Ф值为0·278,二阶非线性光学系数(d33)值为7·784×10-9esu,含CdS/DABASD的聚合物膜极化后序参数Ф值为0·375,d33值为7·556×10-7esu。在150℃、7000V条件下经电晕电场极化1h后d33可达8·638×10-7esu。这种有机生色团与无机玻璃键合形成的交联网络结构中,无机玻璃的刚性三维结构能有效抑制NLO生色团的极化松弛。去极化实验结果表明,复合材料的非线性光学性能的常温稳定性好,在100℃放置400h序参数仍保持初值的95%以上。A new kind of bonded organic/inorganic composite second-order nonlinear optical （NLO） material containing 4- （4′-nitrophenyl-diazenyl） phenyl-1,3-diamine azobenzene （DAB） was synthesized through the sol-gel process by using 3-glycidoxy -propyltrimethoxysilane （KH-560） as coupler agent. The CdS nanoparticles surface-capped with AOT-SO3^- [（bis- 2- ethylhexyl） sulfosuccinate] was doped into the above nanocomposites NLO material. After corona polarization at 160℃ and 6000V for 1 h, with CdS content increasing, the polarized film order parameter increased from 0. 278 to 0. 375 and second-order NLO coefficient increased from 7. 784×10^-9 esu to 7. 556×10^-7 esu. After corona polarization of the film at 150℃ and 7000 V for 1 h, the second-order NLO coefficient could reach 8. 638×10^-7 esu according to one dimensional rigid oriented gas model （ 1 DROGM）. The three-dimensional networks could restrict the dipole alignment relaxation of NLO chromophores. The results showed that this bonded polymer film had a high NLO capability at room temperature. The order parameter could maintain about 95% of its initial value at 100℃ for 400 h.

关 键 词：溶胶-凝胶 二阶非线性光学 偶氮苯生色团 有机-无机复合 甲基丙烯酸甲酯 二氧化硅 硫化镉 

分 类 号：O621.3[理学—有机化学]