[发明专利]DAST-石墨烯复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光电敏感材料领域，具体涉及DAST-石墨烯复合膜及其制备方法。

背景技术

近年，有机非线性光学材料受到了广泛的关注，其中，4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(简称DAST)是一种重要的有机非线性光学材料，它在1542nm的二阶非线性系数为840pm/V，在820nm的电光系数为75p/V，比目前广泛应用的ZnTe的相应参数高1～2个数量级。由于DAST的介电常数低，具有较长的相干长度和较快的响应特性(参见李寅，张建秀，傅佩珍，吴以成，“有机非线性光学晶体DAST的生长、形貌及透过光谱”，人工晶体学报，第40卷第1期，7-16(2011)文献)。DAST的化学结构比较特别，是有机吡啶盐的典型代表之一。其吡啶环上的碳原子与氮原子均以sp²杂化轨道成键，环上每个原子均以一个π轨道形成共轭体系，氮原子上的孤对电子不参加共轭，因此，吡啶成盐后并不破坏环状共轭体系。此类分子中含有两个大π键，一个是苯环，另一个是吡啶环，通过中间的C＝C双键把两个大π键共轭起来，使电子电荷可以从一端离域到另一端，导致有机分子的二阶非线性极化率增大。吡啶阳离子作为带正电荷的基团，是一种很强的吸电子基团。受体强度越大，分子内电荷转移程度越大，相应的微观二阶极化率也将越大(参见K.Jagannathan,,S.Kalainathan,T.Gnanasekaran,“Growth and characterization of 4-dimethylamino-N-methyl 4-stilbazolium tosylate(DAST)single crystals grown by nucleation reduction method”,Crystal Growth&design,7(5),1881-1887(2007)文献)。

DAST这种独特的化学结构使其在多种技术领域中显示出较强的应用前景，例如在太赫兹产生和发射领域。1992年，文献X.C.Zhang,X.F.Ma,Y.Jin,“Terahertz Optical Rectification from a Non linear Organic Crystal”,Applied PhysicsLetters,61(26),3080-3082(1992)报道DAST能通过光整流发射出THz波。2004年，文献T.Taniuchi,S.Okada,H.Nakanishi,“Widely-tunable THz-wave Generation in 2-20THz Range from DAST Crystal by Non linear Difference Frequency Mixing”,Electronics Letters,40(1),60-62(2004)报道在1300～1450nm范围内通过OPO混频能产生2～20THz的可调太赫兹波，在11.6THz时输出能量为82nJ/脉冲、峰值为10.3W，19THz时输出能量为110nJ/脉冲、峰值为13.8W。2010年，文献I.Katayama,R.Akai,M.Bito,“Ultra broadband Terahertz Generation Using 4-N,N-dimethylamino-4-N-methylstilbazoliumTosylate Single Crystals”,Applied Physics Letters,97(2),021105(2010)利用DAST晶体和Ti蓝宝石激光器获得了200THz的电磁波，比传统的GaSe晶体激发的光的强度高2～3个数量级。