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本论文系统总结了一般有机光折变材料体系中的主要物理过程,发展历史以及存在的主要问题。
系统回顾了所有关于无外加电场的有机光折变效应的报道。由于有机聚合物材料是中心对称的体系,整体上没有宏观的电光系数,在没有外加电荷场的情况下一般没有光折变效应,在本论文中提出了一种解释这种现象的机制,即全光光折变理论,认为在光照作用下,由于光强在传播路径上不相等,导致材料内部空穴的分布不均匀,从而形成了纵向空间电荷场,这种纵向电荷场的强度何初始光强成比例,这样由于两束光之间光强不等,造成空间电荷场的不对等,在合成的纵向电荷场的作用下材料被极化取向,实现了全光光折变。推导了纵向电荷场的公式,指出了纵向电荷场与初始光强,载流子扩散系数以及寿命,吸收系数等等的关系,并作了讨论。
在一种双功能材料体系中观察到了这种全光光折变现象,所有实验结果和提出的机理吻合。包括能量转移方向,两波耦合系数随总光强的变化,两波耦合系数随外加电压的变化等等都和提出的机理以及推论一致。
通过在一种一般的有机光折变材料体系中加入一种高空穴迁移率的导电分子,实现了全光光折变,认为加入这种导电分子提高了空穴迁移率,从而增强了纵向空间电荷场,实现了全光光折变。
比较了两种结构相近的有机全功能小分子参入导电聚合物聚乙烯基咔唑中的全光光折变效应,同时通过实验考察了两个材料体系的光电导,吸收光谱,吸收系数,并作了比较,认为导致两个样品显著不同的全光光折变性能的原因是两个分子的吸收截面,吸收系数,空穴迁移率不等造成的,从而导致显著不同的纵向空间电荷场。这和我们推导出来的空间电荷场的表达式不一致。
最后通过比较两个全功能小分子的电光系数,光电导等物理量,得出光折变小分子的性能与结构之间的一些关系。