基于二维材料的新型非线性光学体系:范德华异质结和复合凝胶玻璃
批准号:
51872048
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
詹红兵
依托单位:
学科分类:
E0201.人工晶体与玻璃材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李仁富、商晓颖、燕丹、杨徐荟、祝雪双、苗晋康、黄友章、刘杨杰
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中文摘要
非线性光学(NLO)材料的发展对推动光电转化、光开关、光计算机等光电子行业的技术进步意义重大。由于量子尺寸、介电限域、表面和局域场等效应的贡献,低维尤其是二维(2D)材料具有显著优于体材料的NLO性能,潜在应用价值重大。但尚存问题,主要体现在:(1)单一材料无法满足NLO的全面要求;(2)液相体系不稳定且无法实用化。针对此,本项目开展以下工作:(1)构筑2D材料范德华异质结,利用组元间的协同效应全面提升NLO性能;(2)将2D材料包埋于透明性好、理化性能稳定的无机凝胶玻璃基质,彻底杜绝其团聚、提高稳定性,并同步实现固相化以便加工成型,为最终器件化铺平道路。在此过程中,探索2D材料范德华异质结的构筑及复合凝胶玻璃的制备技术。借助Z扫描和泵浦-探测技术,系统表征和研究所获材料的NLO效应和超快动力学过程,揭示异质结和复合凝胶玻璃NLO效应的产生和强化机制,为研发高性能的新型NLO材料提供指导。
英文摘要
The development of nonlinear optical (NLO) materials is important for technical innovation in photoelectronic industry, such as photoelectric conversion, photonic switch and computer. Owing to the contribution of quantum size effect, dielectric confinement effect, surface effect, and local field effect, low-dimensional especially two-dimensional (2D) materials, present much better NLO properties than bulk materials. But problems remain: (1) Single component material can hardly meet the full NLO requirement. (2) Liquid system is unstable and hard to be practically used. To solve these problems, we plan to carry out the following work: (1) Construct 2D Van der Waals Heterostructures and use them for NLO. The synergism of different 2D materials is expected to comprehensively improve the NLO properties of the whole system. (2) Embed 2D material in inorganic gel glasses with good transparency and physicochemical stability to prevent agglomeration and increase stability. The obtained materials are in solid state and can therefore be processed into differed shapes and used in devices. We investigate the technique for the construction of 2D Van der Waals Heterostructures and production of 2D material hybrid gel glasses. By using Z-scan and pumb-probe techniques, we further carry out systematical investigations in the NLO effects and ultrafast dynamics of the obtained materials. Our work will reveal the origination and strengthen mechanism of NLO effect in these new material systems and provide theoretical guidance for the development of new NLO materials.
非线性光学(NLO)材料的发展对推动光电转化、光开关、光计算机等光电子行业的技术进步意义重大。由于量子尺寸、介电限域、表面和局域场等效应的贡献,低维尤其是二维(2D)材料具有显著优于体材料的NLO性能,潜在应用价值重大。但尚存问题,主要体现在:(1)单一材料无法满足NLO的全面要求;(2)液相体系不稳定且无法实用化。针对此,本项目开展了以下工作:(1)构筑了2D材料范德华异质结,利用组元间的协同效应实现了NLO性能的全面提升;(2)将2D材料包埋于透明性好、理化性能稳定的无机凝胶玻璃基质,彻底杜绝其团聚、提高稳定性,并同步实现固相化以便加工成型,为最终器件化铺平了道路。在此过程中,探索了2D材料范德华异质结的构筑及复合凝胶玻璃的制备技术。借助Z扫描和泵浦-探测技术,系统表征和研究了所获材料的NLO效应和超快动力学过程,揭示了异质结和复合凝胶玻璃NLO效应的产生和强化机制,为研发高性能的新型NLO材料提供指导。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Fabricating novel high-performance thin-film composite forward osmosis membrane with designed sulfonated covalent organic frameworks as interlayer
以磺化共价有机骨架为中间层制备新型高性能薄膜复合正渗透膜
DOI:10.1016/j.memsci.2021.119476
发表时间:2021-06-06
期刊:JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
影响因子:9.5
作者:He, Yasan;Lin, Xiaogeng;Zhan, Hongbing
通讯作者:Zhan, Hongbing
DOI:10.1021/acsomega.9b00011
发表时间:2019-02
期刊:ACS Omega
影响因子:4.1
作者:B. Sa;Jianhui Chen;Xuhui Yang;Honglei Yang;Jingying Zheng;Chao Xu;Junjie Li;Bo Wu;Hongbing Zhan-Ho
通讯作者:B. Sa;Jianhui Chen;Xuhui Yang;Honglei Yang;Jingying Zheng;Chao Xu;Junjie Li;Bo Wu;Hongbing Zhan-Ho
DOI:10.1002/smll.202103938
发表时间:2021-10
期刊:Small
影响因子:13.3
作者:Chenyu Ye;Zhen-ju Yang;J. Dong;Yongfeng Huang;Miaomiao Song;B. Sa;Jingying Zheng;Hongbing Zhan
通讯作者:Chenyu Ye;Zhen-ju Yang;J. Dong;Yongfeng Huang;Miaomiao Song;B. Sa;Jingying Zheng;Hongbing Zhan
Construction of sugar gourd-like yolk-shell Ni-Mo-Co-S nanocage arrays for high-performance alkaline battery
高性能碱性电池用糖葫芦状蛋黄壳Ni-Mo-Co-S纳米笼阵列的构建
DOI:10.1016/j.ensm.2019.10.025
发表时间:2020
期刊:ENERGY STORAGE MATERIALS
影响因子:20.4
作者:Fei Ban;Yao Zhifan;Cai Daoping;Si Junhui;Wang Qianting;Chen Qidi;Sa Baisheng;Peng Kaiping;Zhan Hongbing
通讯作者:Zhan Hongbing
A lightweight and low-cost electrode for lithium-ion batteries derived from paper towel supported MOF arrays
一种轻质、低成本的锂离子电池电极,由纸巾支持的 MOF 阵列衍生而来
DOI:10.1039/d0cc01599g
发表时间:2020
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Zhu Longzhen;Yao Zhifan;Liu Tianqing;Xu Chao;Cai Daoping;Sa Baisheng;Chen Qidi;Zhan Hongbing
通讯作者:Zhan Hongbing
二维COF-TMD范德华异质结/超晶格的基元序构、界面调控及激子效应研究
- 批准号:52373283
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:51万元
- 批准年份:2023
- 负责人:詹红兵
- 依托单位:
等离激元-激子耦合体系的基元序构及非线性光学效应的共振增强研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:詹红兵
- 依托单位:
封接玻璃引发固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极中毒的机理研究及其强磁场调控
- 批准号:U1732155
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:56.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:詹红兵
- 依托单位:
基于石墨烯的光限幅材料的制备及非线性光学效应研究
- 批准号:51172045
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:詹红兵
- 依托单位:
无机基纳米碳管复合固态光限幅材料制备与性能研究
- 批准号:50472001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:詹红兵
- 依托单位:
国内基金
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