本项目根据现代信息科学技术发展趋势和要求,致力于寻找新的既具有高的迁移率又具有大的二阶、三阶非线性光学效应新一类结构导体、半导体材料。研究材料的制备、性能表征与优化,以及作为光电子器件应用的品质鉴定。自80年代以来,有机导体与超导体的研究引起世人关注,而这类材料往往又随温度与组成的变化而表现出半导体性质和高的迁移率,但作为光电子材料与器件应用的研究报道很少。本项目在分析总结一元、二元和三元无机半导体和有机半导体性能特征的基础上,研究多种非心对称有机配合物型导体、半导体制备技术、电导率与迁移率特性、非线性光学参数和光电子器件设计进行系统研究,寻找其基元、结构、性能与器件的规律性。
本课题选择具有超快光电响应的有机导体、半导体材料为研究对象,通过制备、物化表征和三阶非线性光学性能的研究,探讨分子组成、结构和三阶非线性光学性能及其规律性,以期获得可用于光电子器件的材料。系统地探讨了过渡金属DMIT配合物的合成及物化表征。发现IB族Cu、Au和VIII族Ni、Pd、Pt金属配合物的阴离子分别为扭曲和近乎完美的平面四方型结构,平面共轭性非常好,具备了优异三阶非线性光学性能材料的结构条件。在1064nm处,[Q]m[Ni(dmit)2]配合物具有较强的饱和吸收效应;[Q]2[Cu(dmit)2]和[Q]m[Co(dmit)n]在近红外具有较强的双光子吸收效应;[Q]2[Au(dmit)2]的非线性折射率较大,而其线性和非线性吸收趋近于零,是研制全光开关器件的候选材料。而在532nm处, [Q]2[Cu(dmit)2]具有较强的反饱和吸收特性;[Q][Au(dmit)2]具有优良的三阶非线性光学效应。这类材料的响应速度超快,均在亚ps量级。制备了纳米晶,找到了较好的聚合物基质,得到了均匀性较好的薄膜,并研究了其光束传输特性。上述结果为制作光电子器件打下了坚实的基础。