设计用于非线性光学响应的氧化石墨烯-金纳米颗粒杂化体系：实验与理论
介观与纳米尺度物理
2018-05-03 v1
摘要
由于微扰性质，材料对光的非线性光学吸收很弱，然而强非线性响应对光限幅和光开关应用至关重要。在此，我们通过实验和理论证明了一种极具效率的激发态吸收方案，即利用供体和受体材料之间的电荷转移作为将非线性吸收增强数个数量级的新方法。基于这一想法，我们在原本在高通量下表现出透明度增加的还原氧化石墨烯中展示了强激发态吸收（ESA），并通过在串联构型中附着金纳米颗粒（AuNP）使氧化石墨烯中的ESA增强了一个数量级，该构型在等离子体波长激发下作为高效的电荷转移对。为了解释这种前所未有的增强，我们基于两种材料之间的电荷转移开发了一个五能级速率方程模型，并对结果进行了数值模拟。为了理解界面电荷转移与附着在氧化石墨烯片上的官能配体的浓度和类型之间的相关性，我们通过第一性原理计算研究了具有各种可能配体构型的AuNP-氧化石墨烯界面。利用我们杂化材料的强ESA，我们制备了基于液体池的高性能光限幅器，其重要器件参数优于基准光限幅器。
引用
@article{arxiv.1803.10919,
title = {Designing hybrid graphene oxide- gold nanoparticles for nonlinear optical response: Experiment and theory},
author = {Rajesh Kumar Yadav and J. Aneesh and Rituraj Sharma and P. Abhiramnath and Tuhin Kumar Maji and Ganesh Ji Omar and A. K. Mishra and Debjani Karmakar and K. V. Adarsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.10919},
year = {2018}
}