| 题名 | 纳米复合材料的太赫兹光谱学研究 |
| 作者 | 陈西良 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005-05-25 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 朱智勇 |
| 关键词 | 太赫兹时域光谱 聚合物 碳材料 复合物 |
| 其他题名 | Terahertz spectroscopic study of nano-particles filled composites |
| 中文摘要 | 太赫兹辐射位于微波和远红外之间，在这一频率区间包含了许多重要的物理、化学信息。利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）研究聚合物材料和导电复合体系具有很多独特的优势：不需要电极接触，对样品无损伤，极高的测量信噪比，并且可以同时获得振幅和相位的信息，避免了复杂的Kramer-Kronig转换过程及其所带来的不确定性。 论文首先利用THz-TDS研究了几种极性不同的聚合物高分子材料：聚乙烯，聚偏氟乙烯，聚氨酯，聚乙烯吡咯烷酮和聚对苯二甲酸已二醇酯。结果表明材料的极性对材料的吸收系数和折射率有重要的影响。非极性聚合物聚乙烯相比其它极性聚合物具有最低的吸收系数和折射率。随着极性的增强，材料的吸收系数逐渐增大。我们采用Debye弛豫模型对材料的介电性质进行分析，得到了材料的弛豫时间和弛豫强度等信息。 利用THz-TDS研究了几种不同结构的碳材料（碳黑、石墨、多壁碳纳米管和C60）填充的HDPE复合材料的介电性质。研究发现颗粒本身的结构和性质对材料的介电性质具有重要的影响。假定碳颗粒在太赫兹电场的作用下，荷电载流子在其中的相对位移可以近似为偶极子弛豫，利用Cole-Cole模型对复合体系的介电性质进行了分析。通过选取适当的去极化因子，可以利用有效介质理论从复合体系中提取碳颗粒的介电性质，并利用Lorentz、Drude-Lorentz等模型对实验结果进行描述。此外，我们还研究了复合体系的流变学性质，发现当碳颗粒浓度较高时，体系的弹性模量在低频区出现“第二平台”。结合电导率测量结果发现该浓度与复合体系的逾渗阈值相对应，表明在体系内部形成了相互贯穿的逾渗网络结构。 利用THz-TDS研究了纳米Ag/PE复合体系的介电性质。实验发现纳米金属颗粒填充的复合体系在该频率区域具有反常的吸收特性。结合已有的工作，我们认为反常的吸收效应可以归因于涡流和纳米金属颗粒表面氧化层的影响，并结合有效介质理论和Drude模型对实验结果进行了解释。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 120 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7383]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈西良. 纳米复合材料的太赫兹光谱学研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2005. |
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