半导体/金属复合纳米材料是一种新型的材料,其制备和其性质研究是当今材料科学以及物理,化学等学科的研究热点。本项目准备用由溶胶-凝胶,金属有机化学,磁控溅射等多种方法所自组装合成的半导体,金属和半导体/金属复合纳米材料进行研究,用先进的光学和飞秒激光光谱技术研究其特异的光学,非线性光学性质和超快响应;研究多种纳米材料的光学性质的优化与纳米材料结构的关系,总结规律,为新型纳米材料的应用提供理论和实验依据。
在本项目的资助下,我们对金属,半导体以及金属/半导体复合纳米材料的非线性光学性质和超快光响应进行了系统性的研究。采用磁控共溅射方法制备了以Bi2O3和Si3N4等为基质掺杂Au、Ag和Cu等金属纳米颗粒的复合薄膜材料;并利用离子交换技术制备了掺Ag纳米颗粒的特种玻璃。我们利用飞秒激光脉冲对这些材料进行了非线性光学和超快光物理的研究,取得了多项研究成果。研究了Ag:Bi2O3和Cu:Bi2O3等材料的超快光响应与金属颗粒的浓度,尺寸和热处理的关系。在宽带半导体ZnO微/纳米材料方面,我们开展了拉曼光谱,非线性吸收和非线性光致发光,以及非线性激射等方面的研究,首次在国际上报道了ZnO微/纳米材料的双光子荧光和这些材料中的非线性激射,取得了有国际领先水平的成果。对一些富勒烯和碳纳米管,及它们高聚物衍生物的光限幅性质也进行了研究,得到了有关的成果。