Cu_2ZnSnS_4纳米晶的制备及其三阶非线性光学性能的研究  

Synthesis of Cu_2ZnSnS_4 Nanocrystals and Its Third-order Nonlinear Optical Properties

作　　者：王芸[1] 梁晓娟[1] 蔡倩[1] 冯丽[1] 邵明国[1] 钟家松[2] 向卫东[1,2] 

机构地区：[1]温州大学化学与材料工程学院,温州325035 [2]同济大学材料科学与工程学院,上海201804

出　　处：《化学学报》2012年第7期903-910,共8页Acta Chimica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(Nos.50772075;50972107);浙江省科技创新团队项目(No.2009R50010)~~

摘　　要：以乙酰丙酮铜、醋酸锌、二氯亚锡、油胺和硫粉为前驱体,采用one-pot法合成出了单分散的Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶.所得样品采用X射线粉末衍射仪(XRD),能量色散谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),光电子能谱仪(XPS),紫外-可见光谱仪(UV-vis)和Z-扫描(Z-scan)技术对其结构组成、形貌、性能等进行了表征.结果表明:所获得的产物为四方相结构的六边形CZTS纳米颗粒,直径约为10 nm.计算出尺寸大小为10 nm,13 nm的纳米晶的三阶非线性光学折射率γ(-1.08×10-15,-9.08×10-17 m2·W-1),三阶非线性光学吸收系数β(6.5×10-9,3.69×10-11 m·W-1)以及三阶非线性光学极化率χ(3)(1.49×10-9,4.35×10-10 esu).并探讨了CZTS纳米晶可能的形成机理,及引起三阶光学非线性发生变化的原因。Monodisperse CUEZnSnS4 （CZTS） nanocrystals were synthesized by one-pot method using cop- per（Ⅱ） acetylacetonate, zinc（II） acetate, tin（II） chloride, S powder and oleylamine as precursors. The compo- sition, structure, morphology and properties of the CZTS were characterized by X-ray diffraction （XRD）, energy dispersive X-ray （EDS）, transmission electron microscopy （TEM）, high-resolution transmission elec- tron microscopy （HRTEM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, UV-vis and Z-scan technology. The results showed that the as-prepared CZTS nanocrystals were tetragonal phase with hexagonal shape and par- ticle size about 10 nm. The nonlinear refraction index γ（- 1.08×10^-15, -9.08× 10^-17 m^2·W^-l）, nonlinear absorption coefficientβ （6.5 ×10^-9, 3.69×10^-11 m·W^-1） and third-order optical susceptibility X^（3） （1.49 × 10^- 9, 4.35× 10^-10esu） ofCZTS nanocrystals with different size （10 nm, 13 nm） were calculated. Finally, the growth mechanism ofnanocrystals and the nonlinear optical properties were investigated.

关 键 词：铜锌锡硫 纳米晶 三阶非线性光学 

分 类 号：TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]