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1、有机高分子光折变材料的研究进展许京军张光寅刘思敏南开大学物理系,天津吴强李民勤,天津南开大学高分子化学研究所基于有机高分子材料独特的化学和物理性质,阐明了发展有机高分子光拆变材料的重要意义通过对有机高分,子材料的光电导和电光效应的分析讨论了有机高分子材料成为高性能光折变材料的可能,性着重介绍了有机高分子光折变材料的化学结构和光折变性能同时简单分析了有机高分子光折变材料的研究现状以及当前存在的一些问题,,光电导,电光效应关镇词光折变高分子聚合物,
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3、!名,!,,,一!eleetrooPteefeetif自从光折变效应于1966年被发现至今的向性强,可以进行多样化的分子结构设计,特别,、,20多年的时间里光折
4、变非线性光学以意想不是高分子聚合物易于加工成型成膜可以生长到的速度发展成为当今非线性光学中的一个重出大面积的高分子膜而保持着高分子的电光特,,要的分支并作为实时光学信息处理的基本手性并且具有很好的机械性能和高的光学破坏,、、、.,段广泛应用于光放大光学记忆图象复原空阻抗另外光折变时间响应最低极限主要取、、、,间光调制器光学逻辑器光学运算器光偏转器决于光生载流子的形成时间它反比于材料的.,等川领域以及多种激光器件中现在通常使用矛,。6为材料的相品质因子Q(Q~/其中的光折变材料为无机材料[2J(Ba3,L3:,。,,TIO入bO对介电常数分别为折射率和有效电光系F
5、e,3,,,,as..,KNbOSBNKNSBNBSOGA等)这数)在半导体中理论上计算的光折变时间响,,些晶体虽然具有很强的光折变效应但是它们应最低极限大约为件s数量级在铁电体中为、,,、,。.,难以生长加工易退极化难以成形成膜不m数量级而高分子的相对介电常数很低理,,ns.能生长出大尺寸的高质量的单晶响应时间长论上的光折变时间响应可以在数量级上,.,,工作条件苛刻很难在实际中应用相反地有同时在相同的光生载流子浓度的情况下在高,,共机材料的非线性系数高分子特性强价键方分子中能产生比在半导体和铁电体中大得多的物理.,,,空间电荷场由此可见高分子材料完全可能多但是
6、至今还未得到确切的机理人们普遍认、二成为制作各种廉价优质及高速的光子学集成为光生载流子是通过高分子链中的电子云重.,器件首选材料目前国际上的研究者们把光叠或通过跳跃效应而移动的〔例如在聚乙烯基,几折变材料的研究重点转移到高分子光折变材料咔哇(PVK)中载流子通过咔哇环中的电,.的合成和研究工作上来已开始在有机高分子子云重叠而运动〕多数研究者认为空穴是光,.材料中寻找高性能的光折变材料并且得到了电导中的主要光生载流子.,一些可喜的结果不只是在光电导高分子中任何物质都存.在极为微少的杂质这些杂质能够成为复合中、,一有机高分子中的光折变效应心或陷阱阻挠载流子的运动陷阱
7、因能级不同,而有深浅其中一部分在高分子光折变材料中,.光折变效应是光致折射率变化的缩称包将成为载流子的俘获中心括:(l)光生载流子的激发;(2)光生载流子高分子光电导强烈依赖外加电场[.,习。高的输运;(3)光生载流子的俘获,分子中载流子的迁移率与外加电场的关系姐形成空间电荷:拌expE,/,,场;(D空间电荷场通过电光效应调制折射率下OC{(A/T一B)}其中E为外加.,,,,的变化这四个过程主要取决于材料的光电导电场T为温度AB为与物质性质有关的常。和电光效应两个特性这两种效应在高分子材数;光生载流子的量子激发效率甲oc(1十(E/,ZE‘,。Ter‘,r。
8、料中已被研究很多发现了很
