石墨烯/共轭聚合物纳米复合材料的界面相互作用及其非线性光学性能相关性机制研究

Being an important branch of modern optics, nonlinear optics has close relationship with new materials and new technology. As an important photonic materials, the research of graphene/polymer nanocomposites nonlinear optical functional materials has received wide attention all over the world. The interface interaction mechanism of graphene/polymer has great effects on the composite nonlinear optical properties. However, nowadays studies about it are not in-depth enough. Above this, in this project, the interface interaction mechanism of graphene/conjugated polymer nanocomposites and its regulation of system nonlinear optical performance will be studied. On one side, the interface interaction mechanism of graphene/conjugated polymer nanocomposites will be investigated by studying the interface morphology, interface chemical composition, molecular diffusion dynamics and polymer aggregation structure. On the other side, on the above basis, the nonlinear optical properties of nanocomposites will be improved by regulating the structures of interface molecular electron and interface geometry in order to promote its application in the field of optical limiting. This results will provide theoretical guidance on the precise control of nonlinear optical properties in graphene/polymer nanocomposites at molecular levels, and therefore on the development of new nonlinear optical materials and fabrication of high performance devices.

非线性光学是现代光学的一个重要分支，与新材料、新技术密切相关。作为重要的光子材料，石墨烯/聚合物非线性光学功能材料的研究是当前一个国际热点课题。鉴于目前石墨烯/聚合物界面的相互作用机理、界面电子结构及几何结构对体系非线性光学性能的影响及影响机理十分重要而尚缺乏研究，本项目拟展开石墨烯/共轭聚合物纳米复合材料界面相互作用机理及其对非线性光学性能调控的研究，一方面通过研究石墨烯/共轭聚合物纳米复合体系界面上的相态结构、化学组成、聚合物的聚集态结构，总结界面相互作用情况的影响及机理；另一方面，在此基础上，通过研究界面分子的电子结构、几何结构和电子传输机制的影响，调控复合体系的非线性光学性能各参数，为从分子水平提高石墨烯复合材料在光通信、光学信息储存、光限幅、信息处理领域的应用性能提供理论依据。本项目理论上可行，前期研究已奠定一定的基础，可行性较高，具有重要的理论和应用价值。

非线性光学是现代光学的一个重要分支，与新材料、新技术密切相关。作为重要的光子材料，石墨烯/聚合物非线性光学功能材料的研究是当前一个国际热点课题。鉴于目前石墨烯/聚合物界面的相互作用机理、界面电子结构及几何结构对体系非线性光学性能的影响及影响机理十分重要而尚缺乏研究，本项目展开石墨烯/共轭聚合物纳米复合材料界面相互作用机理及其对非线性光学性能调控的研究，一方面通过研究石墨烯/共轭聚合物纳米复合体系界面上的相态结构、化学组成、聚合物的聚集态结构，总结界面相互作用情况的影响及机理；另一方面，在此基础上，通过研究界面分子的电子结构、几何结构和电子传输机制的影响，调控复合体系的非线性光学性能各参数，为从分子水平提高石墨烯复合材料在光通信、光学信息储存、光限幅、信息处理领域的应用性能提供理论依据。