CH3NH3PbBr3及其與石墨烯復(fù)合材料的制備和三階非線性光學(xué)性質(zhì)研究

CH3NH3PbBr3及其與石墨烯復(fù)合材料的制備和三階非線性光學(xué)性質(zhì)研究CH3NH3PbBr3及其與石墨烯復(fù)合材料的制備和三階非線性光學(xué)性質(zhì)研究

摘要：

隨著人們對新型光電器件的需求增加，針對半導(dǎo)體材料的研究變得日益重要。本文主要研究了一種重要的半導(dǎo)體材料CH3NH3PbBr3及其與石墨烯復(fù)合材料的制備和三階非線性光學(xué)性質(zhì)。在制備過程中，我們采用溶劑熱法制備了CH3NH3PbBr3和石墨烯的復(fù)合材料。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和X射線衍射（XRD）等測試手段對樣品的形貌和結(jié)晶性質(zhì)進(jìn)行了表征。在非線性光學(xué)性質(zhì)研究中，使用飛秒激光器進(jìn)行了Z掃描實(shí)驗(yàn)，并分析了樣品在不同激光功率下的非線性吸收和折射率。

關(guān)鍵詞：CH3NH3PbBr3；石墨烯；復(fù)合材料；制備；三階非線性光學(xué)性質(zhì)

1.引言

半導(dǎo)體材料因其在電子學(xué)、光電子學(xué)和能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的重要應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。其中，有機(jī)無機(jī)雜化鹵化物鈣鈦礦材料(CH3NH3PbX3)憑借其優(yōu)異的光電性能在太陽能電池、光探測器和激光器等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，石墨烯作為一種具有特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能的二維材料也引起了研究人員的極大興趣。將石墨烯與其他材料復(fù)合可以改善其光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，為器件的應(yīng)用提供更大的潛力。

2.實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)中，CH3NH3PbBr3和石墨烯的制備主要采用溶劑熱法。首先，在溶劑中加入適量的前驅(qū)體，并進(jìn)行超聲處理，使其充分混合。隨后，將混合溶液置于高溫爐中進(jìn)行熱處理，使其形成CH3NH3PbBr3和石墨烯復(fù)合材料。制備完成后，通過SEM、TEM和XRD對樣品的形貌和結(jié)晶性質(zhì)進(jìn)行表征。

3.結(jié)果與討論

通過SEM觀察得知，在制備過程中，CH3NH3PbBr3和石墨烯通過溶劑熱法制備得到的復(fù)合材料形貌均勻，無明顯的聚集現(xiàn)象。TEM觀察進(jìn)一步證實(shí)了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。XRD結(jié)果顯示，制備得到的CH3NH3PbBr3和石墨烯復(fù)合材料摩爾比例適當(dāng)，晶體結(jié)構(gòu)完整。

在三階非線性光學(xué)性質(zhì)研究中，利用飛秒激光器進(jìn)行了Z掃描實(shí)驗(yàn)。通過改變激光功率，我們測量了樣品在不同功率下的非線性吸收和折射率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，CH3NH3PbBr3和石墨烯復(fù)合材料具有較大的非線性光學(xué)響應(yīng)。隨著激光功率的增加，非線性吸收和折射率也顯著增加。這種非線性光學(xué)行為可能與CH3NH3PbBr3和石墨烯之間的相互作用以及電荷傳輸有關(guān)。

4.結(jié)論

本研究成功制備了CH3NH3PbBr3和石墨烯復(fù)合材料，并研究了其三階非線性光學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合材料具有良好的形貌和結(jié)晶性質(zhì)，并且具有較大的非線性光學(xué)響應(yīng)。這些結(jié)果有助于我們對新型光電器件的研發(fā)和應(yīng)用。

綜合以上結(jié)果，我們成功制備了CH3NH3PbBr3和石墨烯復(fù)合材料，并通過SEM、TEM和XRD對其形貌和結(jié)晶性質(zhì)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，復(fù)合材料具有均勻的形貌和完整的晶體結(jié)構(gòu)。通過Z掃描實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有較大的非線性光學(xué)響應(yīng)，并且隨著激光功率的增加，其非線性吸收和折射率也顯著增加。