碳纳米管悬浮液的光限幅特性实验研究

通过超声波降解法制备了多壁碳纳米管的水-表面活性剂悬浮液,测量了其对于1 064 nm,脉宽10 ns Nd:YAG调Q脉冲激光的光限幅曲线。实验发现：入射激光能量密度较低时,出射能量密度随入射能量密度的增加而线性增加;当入射能量密度为160 mJ/cm2时,出射能量不再线性增加并且逐渐趋近于光限幅器的嵌位输出值,约16 mJ,同时,对激光的透过率从71%下降到15%。通过Z扫描和探针光实验以及45°散射角下散射能量、散射率随入射激光能量变化曲线的测量,对碳纳米管悬浮液的光限幅机理进行了研究。结果表明：其限幅机理可能源于碳纳米管吸收激光能量后升华产生的膨胀的碳气泡对入射激光产生的非线性散射;另外,非线性折射对光限幅效果也有一定的作用。     

碳纳米管悬浮液的光限幅特性实验研究

 通过超声波降解法制备了多壁碳纳米管的水-表面活性剂悬浮液,测量了其对于1 064 nm,脉宽10 ns Nd:YAG调Q脉冲激光的光限幅曲线。实验发现：入射激光能量密度较低时,出射能量密度随入射能量密度的增加而线性增加;当入射能量密度为160 mJ/cm²时,出射能量不再线性增加并且逐渐趋近于光限幅器的嵌位输出值,约16 mJ,同时,对激光的透过率从71%下降到15%。通过Z扫描和探针光实验以及45°散射角下散射能量、散射率随入射激光能量变化曲线的测量,对碳纳米管悬浮液的光限幅机理进行了研究。结果表明：其限幅机理可能源于碳纳米管吸收激光能量后升华产生的膨胀的碳气泡对入射激光产生的非线性散射;另外,非线性折射对光限幅效果也有一定的作用。     

可溶性多壁碳纳米管光限幅机理研究

根据光限幅与Z扫描实验研究了可溶性多壁碳纳米管的光限幅机理.通过现象分析、数据处理以及类比研究,证实材料的光限幅特征符合非线性吸收效应.对厚样品的独特现象进行了解释,讨论了其他机理的影响.根据Z扫描公式,计算了实验材料的三阶非线性系数.通过分析证实了非线性吸收在可溶性多壁碳纳米管的光限幅中发挥着主要作用.对厚介质的特殊现象进行的分析和计算表明,对于较厚介质和激光连续加热的情况下,其他机理的影响并不能完全否定,其特殊现象可能与微气泡的气穴作用有关.     

碳纳米管悬浮液光限幅机理实验

近年来，实验发现碳纳米管在光限幅中表现出良好的性质，其光限幅带宽宽，响应时间短，限幅阈值较低，使其成为继C60后又一理想的光限幅材料。为了研究其光限幅机理，测量了碳纳米管悬浮液的散射和透射能量随入射激光能量的变化，限幅过程中散射光的角度分布以及探针光随时间的变化。     

多壁碳纳米管光限幅特性的研究

用化学气相沉积法制备了多壁碳纳米管,并将其溶解在甲苯溶液中.用波长为1064nm的皮秒脉冲激光测量该样品的透过率,发现了非常明显的光限幅特性.当入射光强较小时,透射光强度随入射光强度的增大而增大,输出与输入为线性关系;随着入射光强的增大,透射光强增长的速度明显变慢,并逐渐趋于饱和.当入射光强度较小时,样品的透过率接近100%;而当入射光强为8GW/cm²时,非线性透过率达到30%.根据三光子吸收理论计算,理论拟合与实验结果非常符合,说明多壁碳纳米管的三光子吸收产生了光限幅效应.实验测 关键词： 多壁碳纳米管 光限幅 三光子吸收     

甲基红掺杂碳纳米管悬浮液的光限幅特性研究

利用实验的方法研究了甲基红掺杂碳纳米管悬浮液对波长为532 nm激光的光限幅效应.分析了样品厚度和入射激光重复频率对光限幅特性的影响,并与纯碳纳米管悬浮液的光限幅特性进行了比较.实验结果表明,对于线性透过率为60%（500 nm）的碳纳米管悬浮液,掺入甲基红后其沉淀速度明显减慢,限幅阈值由250 μJ降低为200 μJ;对于2和5 mm 厚度的样品,掺杂甲基红使碳纳米管悬浮液的箝位输出激光脉冲能量分别由45和20 μJ降低为35和9 μJ.     

甲基红掺杂碳纳米管悬浮液的光限幅特性研究

利用实验的方法研究了甲基红掺杂碳纳米管悬浮液对波长为532 nm激光的光限幅效应.分析了样品厚度和入射激光重复频率对光限幅特性的影响,并与纯碳纳米管悬浮液的光限幅特性进行了比较.实验结果表明,对于线性透过率为60%（500 nm）的碳纳米管悬浮液,掺入甲基红后其沉淀速度明显减慢,限幅阈值由250 μJ降低为200 μJ;对于2和5 mm 厚度的样品,掺杂甲基红使碳纳米管悬浮液的箝位输出激光脉冲能量分别由45和20 μJ降低为35和9 μJ. 关键词： 非线性光学 光限幅效应 甲基红 染料掺杂碳纳米管悬浮液     

多脉冲激光对碳纳米管悬浮液光限幅特性影响

利用实验的方法研究了碳纳米管悬浮液对脉宽8 ns,波长532 nm多脉冲激光的光限幅效应.分析了直径分布为10~20 nm的多壁碳纳米管悬浮液对重复频率分别为1 Hz、 3 Hz、 5 Hz、 10 Hz情况下532 nm激光的光限幅效应,分析计算了不同重复频率下碳纳米管悬浮液的限幅阈值,比较了不同焦距的透镜会聚入射光束情况下对碳纳米管悬浮液光限幅效果的影响.实验结果表明：碳纳米管悬浮液对不同重复频率的532 nm 激光都具有较强的光限幅特性;碳纳米管悬浮液对激光在不同重复频率入射情况下的光限幅阈值变化很大,当入射激光的重复频率为5 Hz时,碳纳米管悬浮液的光限幅阈值比单脉冲激光入射时的限幅阈值低了2倍,重复频率为10 Hz时的限幅阈值比单脉冲时的限幅阈值低了近3倍;碳纳米管在紧焦系统中的光限幅效果更好.     

可溶性碳纳米管Z扫描实验研究

以可溶性碳纳米管为研究对象,进行了Z扫描实验.实验中通过改变样品的参量,研究了材料在不同浓度和不同厚度下的Z扫描曲线特性;实验分别在532nm和1064nm的激光下进行,并分别进行了开孔和闭孔实验.材料的闭孔 Z扫描曲线没有明显的峰谷对称结构,而开孔Z扫描曲线呈现关于原点对称的单一谷形状,表明样品存在较强的非线性吸收效应,非线性吸收可能是其主要的光限幅机理.     

可溶性碳纳米管Z扫描实验研究

以可溶性碳纳米管为研究对象，进行了Z扫描实验.实验中通过改变样品的参量，研究了材料在不同浓度和不同厚度下的Z扫描曲线特性；实验分别在532nm和1064nm的激光下进行，并分别进行了开孔和闭孔实验.材料的闭孔Z扫描曲线没有明显的峰谷对称结构，而开孔Z扫描曲线呈现关于原点对称的单一谷形状，表明样品存在较强的非线性吸收效应，非线性吸收可能是其主要的光限幅机理.     

重频激光对多壁碳纳米管悬浮液光限幅特性的影响研究

在激光以不同重复频率入射下,研究了直径分布为10～20 nm的多壁碳纳米管悬浮液对波长为1064 nm激光的光限幅效应,定性分析了不同重复频率激光对多壁碳纳米管悬浮液的光限幅影响。结果表明:碳纳米管悬浮液对波长为532 nm和1064 nm的激光都具有很强的光限幅响应;在多脉冲激光入射时,碳纳米管悬浮液的光限幅效应比单脉冲激光入射时更显著。     

Spin-polarized transport in carbon nanotubes

We present transport measurements of ferromagnetically contacted carbon nanotubes. In both single- and multi-walled nanotube devices, a spin valve effect is observed due to spin-polarized transport. In one single-walled nanotube device, the spin-valve effect is suppressed as the influence of Coulomb charging is observed at around 10 K. To help understand the interplay between the Coulomb charging and the spin-polarized transport we investigated the temperature dependence of the carbon nanotube magnetoresistance.     

碳纳米管的变温场发射

考察了温度变化对沉积在钨丝针尖上的碳纳米管场发射的影响，发现碳纳米管场发射电流随温度升高而增大，场发射电流的稳定性基本没有变化. 多根碳纳米管的场发射特性随温度变化出现偏离Fowler-Nordheim理论的现象，这种现象可能来自碳纳米管的不均匀性.     

超长腔碳纳米管锁模多波长掺镱光纤激光器

报道了一种超长腔碳纳米管锁模多波长掺镱光纤激光器, 光纤激光器的总长度为1021.2 m. 实验得到了噪声型孤子和孤子雨两种类型的多波长锁模脉冲, 重复频率均为199.8 kHz. 孤子雨具有更高的输出功率和单脉冲能量, 分别为40.3 mW和201.5 nJ, 对应的脉冲宽度为102.5 ns.     

碳纳米管场致电子发射新机制

基于对长达 1μm的 (5 ,5 )碳纳米管的量子力学计算 ,作者发现使碳纳米管具有优异场致电子发射特性的因素除了人们预期的尖端场增强之外 ,电荷在纳米管尖端的积累造成有效功函数 (真空势垒 )的非线性下降也起了非常重要的作用 .对外加电场Vappl=10— 14V/ μm下的碳纳米管进行了计算 ,得到与实验结果相近的发射电流     

Influencing range of vacancy defects in zigzag single-walled carbon nanotubes

The influencing range of a vacancy defect in a zigzag single-walled nanotube is characterized with both structural deformation and variation in bandstructure. This paper proposes a microscopic explanation to relate the structural deformation to the bandstructure variation. With an increasing defect density, the nanotubes become oblate and the energy gap between the deep localized gap state and the conducting band minimum state decreases. Theoretical results shed some light on the local energy gap engineering via vacancy density for future potential applications.     

Growth of carbon nanotubes using nanocrystalline carbon catalyst

The basic growth of carbon nanotubes (CNTs) involves dissociation of hydrocarbon molecules over a metal layer as a catalyst. Generally, the metals used for the catalyst include nickel, cobalt, gold, iron, platinum, and palladium. However, the metal catalyst used with CNTs could have a harmful influence on the electrical properties of electronic devices. Therefore, we propose the use of nanocrystalline carbon (nc-C) as the catalyst for the growth of CNTs. We used a nc-C catalyst layer deposited by the closed-field unbalanced magnetron (CFUBM) sputtering method, and CNTs were grown by the hot filament plasma-enhanced chemical vapor deposition (HF-PECVD) method with ammonia (NH₃) as a pretreatment and acetylene gas (C₂H₂) as a carbon source. The CNTs were grown on the nc-C layers pretreated with a variation of the pretreatment time. The characteristics of the pretreated nc-C layers and the grown CNTs were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and atomic force microscopy (AFM) measurements. Also, the structural variation of the pretreated nc-C layers was investigated by Raman measurement. We used the nc-C catalyst without metal, and we confirmed that our CNTs were composed with only carbon elements through an EDS measurement. Also, the pretreatment time was attributed to the growth of CNTs.     

碳纳米管的生长机理、可控生长及应用探索

碳纳米管的可控制生长,及其宏观尺度结构的制备,对于碳纳米管的应用具有重要的意义,为了实现准确的生长控制,对碳纳米管生长机理的深入了解是不可缺少的前提条件.文章介绍了我们近年来在碳纳米管生长机理、可控生长及其应用方面的一些进展.通过引入^13C标记法,我们证实了化学气相沉积法中碳纳米管以析出模式生长;实时改变生长的气相成份和流量,可以在碳纳米管阵列上留下标记序列,并据此测量出其生长速率及活化能.将超顺排碳纳米管阵列的合成扩展到4英寸规模,并发展了用挥发性有机溶剂处理碳纳米管线的方法,大大提高了其强度和可操作性.处理后的碳纳米管线可以方便地用于热电子源、高电流密度冷阴极以及荧光灯等.热界面材料在IT产业中具有重要的应用背景,我们用碳纳米管阵列制备的复合材料具有极高的热导率和极低的界面热阻,同时发展了化学修饰、端部剪裁、金属集热层等新技术以制备高性能的碳纳米管热界面材料.