极管、光信号传输等有着非常广泛的用处[1～4]. 不同半 导体纳米材料的三阶光学非线性被频繁报道, 比如掺杂 在玻璃体系、 有机溶剂体系等体系中的半导体纳米材料,
国家自然科学基金(Nos. 50772075, 50972107)、 浙江省重点科技创新团队(No. 2009R50010)、 浙江省自然科学基金重点基金(No. Z4110347)和温州市科 技局计划(No. G20090082)资助项目.
(a College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035) (b College of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)
Abstract Cu-In-S nanocrystals (CIS NCs) were prepared by thermolysis of a mixed solution of copper(II) acetylacetonate [Cu(acac)2], indium stearate [In(St)3], and dodecanethiol (DDT) in noncoordinating solvent 1-octadecene (ODE) at 250 ℃ for 50 min. The diameter of rod-like CuInS2 nanocrystals was about 2 nm, and the length of 70 nm. The microstructure of CIS NCs was determined to be of the tetragonal phase. The microstructure, morphology, and phase constituents of the CIS NCs were examined using diverse techniques including X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The third-order optical nonlinearities of rod-like CIS NCs in n-hexane were studied by Z-scan technique at a wavelength of 770 nm. The results showed that the third-order optical nonlinear refractive index γ, absorption coefficient β, and susceptibility － － － χ(3) were determined to be 1.76×10 17 m2/W, 7.95×10 11 m/W, and 8.60×10 12 esu, respectively. Keywords CuInS2; nanorod; Cu(acac)2; third-order optical nonlinear; Z-Scan
No. 23
冯
丽等：CuInS2 纳米晶的结构、形貌与光学性能研究
温州 325035) 上海 200092)
采用 A-Pot 法, 以乙酰丙酮铜[Cu(acac)2]为铜源, 硬脂酸铟[In(St)3]为铟源, 正十二硫醇(DDT)为硫源和稳定剂, 1-
十八烯(ODE)为溶剂, 在 250 ℃条件下, 反应 50 min, 合成了 CuInS2 粉体. 用 X 射线粉末衍射仪(XRD)、 透射电子显微 镜(TEM)、能量分散光谱仪(EDS)、X 射线光电子能谱(XPS)等对粉体的结构、形貌、相组成进行表征. 结果表明: 产物 为四角晶系的黄铜矿结构, 棒状 CuInS2 纳米晶的直径为 2 nm, 长约 70 nm. 通过 Z-Scan 技术对分散在正己烷中 CuInS2 纳米棒的三阶光学非线性进行测试, 在入射波长为 770 nm 的条件下, 得出三阶光学非线性折射率 γ、三阶光学非线性 吸收系数 β 以及三阶光学非线性极化率 χ(3)分别为 1.76×10－17 m2/W, 7.95×10－11 m/W 和 8.60×10－12 esu. 关键词 CuInS2; 纳米棒; 乙酰丙酮铜; 三阶光学非线性; Z-Scan
半导体纳米材料由于本身的量子限效应获得可变 的光学吸收、发射以及三阶光学非线性, 使得半导体纳 米材料在科学以及技术领域方面如太阳能电池、发光二
* E-mail: xiangweidong001@ Received June 21, 2011; revised August 5, 2011; accepted August 15, 2011.
Structure, Morphology and Optical Properties of CuInS2 Nanocrystals
Feng, Lia Liang, Xiaojuana Yang, Fana Zhong, Jiasongb Xiang, Weidong*,a,b Wang, Yuna
2011 年第 69 卷 第 23 期, 2870～2876
化 学 学 报
ACTA CHIMICA SINICA
Vol. 69, 2011 No. 3, 2870～2876·研究论文·
CuInS2 纳米晶的结构、形貌与光学性能研究
冯 丽a 梁晓娟 a
b
杨
帆a
钟家松 b
王
芸a
向卫东*,a,b
(a 温州大学化学与材料工程学院 ( 同济大学材料科学与工程学院 摘要