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电场调控的碳纳米管非线性光学开关及其管径效应

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本文借助密度泛函理论方法获得了五个不同管径碳纳米管在外电场作用下的最优几何结构和相应的性质,研究了外电场对碳纳米管的结构和性质的调控作用.结果表明外电场导致了碳纳米管内部的电荷转移,引起了碳纳米管第一超极化率(β0)的急剧增大.例如CNT(6,3),当电场从0增大到工作电场Fw=80×10-4au时,碳纳米管的β0值从0 au可增大到最大83695 au,导致了极大的β0对比,因此碳纳米管成为新型的非线性光学(NLO)开关.新型NLO开关的管径效应表明,较大管径的碳纳米管具有更优的NLO开关性质.除此之外,电子吸收光谱表明这些碳纳米管具有小于300 nm和大于2500 nmn的光学工作区,因此碳纳米管可成为一类新的灵敏、快速、可逆的紫外兼红外的NLO开关.
Manipulating nonlinear optical properties of carbon nanotube via external electric field

贺慧敏、杨辉、李莹、李祥辉、李志儒

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太原师范学院物理系计算和应用物理研究所,晋中030619

山西大同大学炭材料研究所,大同037009

吉林大学理论化学研究所,长春130023

福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室,福州350007

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碳纳米管 外电场 电荷转移 第一超极化率 非线性光学开关

山西省高等学校科技创新项目

2020L0507

2022

10.19855/j.1000-0364.2022.052001

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子：0.296
ISSN：1000-0364
年,卷(期)：2022.39(5)
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