پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 954 |
| تعداد مقالات | 7,829 |
| تعداد مشاهده مقاله | 13,089,199 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 9,271,553 |
Study of nonlinear optical properties of carbon nanotubes synthesized by Nickel and Nickel-Cobalt catalysts using Z-scan technique | ||
| Journal of Interfaces, Thin Films, and Low dimensional systems | ||
| دوره 2، شماره 2، مرداد 2019، صفحه 177-182 اصل مقاله (559.2 K) | ||
| نوع مقاله: Original Article | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/jitl.2020.28107.1034 | ||
| نویسندگان | ||
| Sedigheh Dadras* ؛ Shima Sharifi؛ Fatemeh Shahshahani | ||
| Department of Physics, Alzahra University, Tehran, 199389, I.R. Iran | ||
| چکیده | ||
| The nonlinear optical properties of carbon nanotubes (CNTs) have been studied by using the Z-scan technique. Experiments are performed by CW second harmonic of Nd-YAG laser at 532 nm wavelength with a power of 40 mW. The samples are synthesized by the chemical vapor deposition (CVD) method in the presence of Nickel and Nickel-Cobalt catalysts. In this work, for the first time, effect of the type of catalyst has been investigated with CNTs being a set of series single-walled and multi-walled nanotubes with different diameters. Nonlinear refractive index (n2) and nonlinear absorption coefficient (β) were measured by a closed and open aperture experimental configuration of Z-scan. The experimental results show that the two-photon absorption effect is the dominant nonlinear process in the samples. The results approve the capability of the samples to be used as an optical limiter device. The nonlinear optical refractive index and nonlinear absorption coefficient of samples are in the order of 10-6 cm2/W and 10-1 cm/W, respectively. The sign of nonlinear refractive index of the samples is negative which indicates that the sample has acted as a divergent lens. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Carbon nanotubes؛ CVD method؛ Z-scan technique؛ Non-linear refractive index؛ Non-linear absorption | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| مطالعه خواص اپتیک غیر خطی نانولوله های کربنی سنتز شده با کاتالیست نیکل و نیکل کبالت با استفاده از روش زد اسکن | ||
| نویسندگان [English] | ||
| صدیقه دادرس؛ شیما شریفی؛ فاطمه شهشهانی | ||
| گروه فیزیک، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران | ||
| چکیده [English] | ||
| خواص اپتیک غیر خطی نانولوله های کربنی (CNTs) با استفاده از روش زد- اسکن (Z-scan)مطالعه شده است. آزمایش ها با استفاده از هارمونیک دوم لیزر نئودیوم- یگ پیوسته با طول موج 532 نانومتر با توان 40 وات انجام شدند. نمونه ها با روش نشست شیمیایی در فاز بخار (CVD) با استفاده از کاتالیست های نیکل و نیکل کبالت سنتز شدند. در این پژوهش، برای اولین بار اثر نوع کاتالیست بر مجموعه ایی از CNT های تک دیواره و چند دیواره با قطرهای متفاوت بررسی شده اند. ضریب شکست غیر خطی (n2) و ضریب جذب غیر خطی (b) نمونه ها با آزمایش زد-اسکن با دریچه بسته و دریچه باز اندازه گیری شدند. نتایج تجربی نشان می دهد که اثر جذب دوفوتونی، فرآیند غیر خطی غالب در نمونه ها است. نتایج تایید می کنند که نمونه ها قابلیت دارند که به عنوان وسایل محدود کننده اپتیکی استفاده شوند. ضریب شکست و ضریب جذب اپتیک غیر خطی نمونه ها به ترتیب از مرتبه 6-10 cm2/W و 1-10 cm/W است. علامت ضریب شکست غیر خطی نمونه ها منفی است و دلالت بر این دارد که می توانند به عنوان لنز واگرایی عمل کنند. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| نانولوله کربنی, روش CVD, تکنیک زد اسکن, ضریب شکست غیر خطی, جذب غیر خطی | ||
| مراجع | ||
|
[1] S. Iijima, “Helical microtubules of graphitic carbon.” Nature, 354 (1991) 56.
[2] Y. Hwang, S. Hoon Park, J. W. Lee, “Applications of Functionalized Carbon Nanotubes for the Therapy and Diagnosis of Cancer.” Polymers, 13 (2017) 1.
[3] I. Papagiannouli, P. Aloukos, M. Akriotou, S. Couris, “Near-infrared nonlinear optical response of some carbon-based nanomaterials.” International Conference on Transparent Optical Networks, (2014) 1.
[4] Xuchun Liu, Jinhai Si, Baohe Chang, Gang Xu, Qiguang Yang, Zhengwei Pan, Sishen Xie, and Peixian Ye, “Third-order optical nonlinearity of the carbon nanotubes.” Applied Physics Letters, 74 (1999) 164.
[5] N. Kamaraju, Sunil Kumar, A. K. Sood, Shekhar Guha, Srinivasan Krishnamurthy, and C. N. R. Rao, “Large nonlinear absorption and refraction coefficients of carbon nanotubes estimated from femtosecond z -scan measurements.” Applied Physics Letters, 91 (2007) 1.
[6] L. Viviena, E. Anglaretb, D. Riehla, F. Bacoua, C. Journetb, C.Gozeb, M. Andrieuxa, M. Brunetb, F. Lafontaa, P. Bernierb, F. Hachec, "Single-wall carbon nanotubes for optical limiting", Chemical Physics Letters, 307 (1999) 317.
[7] X. Sun, R. Q. Yu, G. Q. Xu, T. S. A. Hor, and W. Ji, “Broadband optical limiting with multiwalled carbon nanotubes.” Applied Physics Letters, 73 (1998) 3632.
[8] P. Chen, X. Wu, X. Sun, J. Lin, W. Ji, and K. L. Tan, Electronic Structure and Optical Limiting Behavior of Carbon Nanotubes, Physical Review Letters, 82 (1999) 2548.
[9] L. Vivien, E. Anglaret, D. Riehl, F. Hache, F. Bacou, M. Andrieux, F. Lafonta, C. Journet, C. Goze, M. Brunet, P. Bernier, “Optical limiting properties of singlewall carbon nanotubes.” Optics Communications, 174 (2000) 271.
[10] J. Wang, D. Früchtl, Z. Sun, J. N. Coleman and Werner J. Blau, “Control of Optical Limiting of Carbon Nanotube Dispersions by Changing Solvent Parameters.” Journal of Physical Chemistry C, 144 (2010) 6148.
[11] M. S. Savelyev, A. Yu. Gerasimenko, S. A. Tereshchenko, V. M. Podgaetsky, “Threshold effect in the substance with carbon nanotubes and graphene oxide within optical limiting.” International Conference Laser Optics (LO), (2016) R8-50.
[12] M. Sheik-bahae, A. A. Said, and E. W. Van Stryland, “High-sensitivity single-beam n2 measurements.” Optics Letters, 14 (1989) 955.
[13] M. Sheik-Bahae, A.A. Said, T.H. Wei, D.J. Hagan, and E.W. Van Stryland, “Sensitive Measurement of Optical Nonlinearities Using a Single Beam.” Journal of Quantum Electronics, 26 (1990) 760.
[14] A. Adachi, A Kudo and T Sakata, “The Optical and Photoelectrochemical Properties of Electrodeposited CdS and SnS Thin Films.” Bulletin of the Chemical Society of Japan, 68 (1995) 3283.
[15] M. Vasheghani Farahani, S. Dadras, “Investigate the effect of nickel and cobalt catalyst in the synthesis and magnetic properties of carbon nanotubes.” Journal of Alzahra university (2013) 31.
[16] S. Dadras, M. Vasheghani Farahani, “The effects of carbon nanotube on electric and dielectric properties of CNTs doped KBr (CNTs/KBr) compound.” Physica B, 477 (2015) 94.
[17] E. W. Van Stryland, M. Sheik-Bahae, Z-Scan “Measurements of Optical Nonlinearities, Characterization Techniques and Tabulations for Organic Nonlinear Materials, M. G. Kuzyk and C. W. Dirk, Eds., Marcel Dekker, Inc. (1998) 655-692.
[18] J. E. Riggs, D.B. Walker, D.L. Carroll, Y.P. Sun, Optical limiting properties of suspended and solubilized carbon nanotubes, Journal of Physical Chemistry B, 104 (2000) 7071.
[19] Z. Jin, L. Huang, S. H. Goh, G. Xu, W. Ji, Size-dependent optical limiting behavior of multi-walled carbon nanotubes, Journal of Chemical Physics Letters, 352 (2002) 328.
[20] M. D. Zidan, A. W. Allaf, M. B. Alsous, A. Allahham, Investigation of optical nonlinearity and diffraction ring patterns of carbon nanotubes, Optics & Laser Technology, 58 (2014) 128.
[21]Y.Xiong, J.Si, L.Yan, H.Song, W.Yi, X Hou, The influence of nonlinear scattering light distributions on the optical limiting properties of carbon nanotubes, Laser Physics Letters, 11 (2014) 1.
[22] J. Wang, W. Blau, Solvent effect on optical limiting properties of single-walled carbon nanotube dispersions, Journal of Physical Chemistry C, 112 (2008) 2298.
[23] N. Izard, P. Billaud, D. Riehl, E. Anglaret, Influence of structure on the optical limiting properties of nanotubes, Optics Letters, 30 (2005) 1509. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 457 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 294 |
||