一种自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，首先在衬底的表面自组装含有‑SO3‑、‑OH、‑Cl‑、‑NH2、‑F‑和‑COOH中的一种或几种官能团的一层单分子薄膜，使衬底官能团化，然后将官能团化的两片衬底并排紧贴地插入DAST或DAST衍生物溶液中，采用缓慢蒸发溶剂法，在两片衬底之间生长DAST或DAST衍生物单晶。本发明专利技术能有效克服有机薄膜单晶生长过程中晶体的厚度和取向可控性差、易于形成孪晶、水蒸气干扰晶体生长等问题，能有效地控制DAST或DAST衍生物晶体的厚度及生长方向，避免形成孪晶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶体生长
，涉及一种自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法。
技术介绍
有机非线性光学材料广泛应用于光波频率转换和光信号处理，在激光、通讯、电子仪器以及医疗器材中有着重要的应用价值。与无机非线性材料相比，有机非线性光学材料通常具有较大的非线性光学系数、较高的损伤阈值以及易于加工成型、合成改性等优点(参见J.Zyss,J.Mol.Electron.,1985,1,25.文献)。其中，有机DAST晶体被认为是性能最好的非线性光学材料之一，具有较大的二阶非线性系数(例如在1318nm波长激光作用下，DAST的d111＝1010±110pm/V)和电光系数(例如在1535nm波长激光作用下，DAST的r111＝47±8pm/V)(参见C.Bosshard,R.Spreiter,L.Degiorgi,etal.，Phys.Rev.B,2002,66,205107.文献)。鉴于DAST优越的非线性性能，近年来，DAST衍生物的设计与合成也吸引广泛的研究兴趣。与DAST晶体类似，这些在DAST晶体的基础上发展出的DAST衍生物晶体通常也具有较好的非线性，因而广本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：首先在衬底的表面自组装含有‑SO3‑、‑OH、‑Cl‑、‑NH2、‑F‑和‑COOH中的一种或几种官能团的一层单分子薄膜，使衬底官能团化；然后将官能团化的两片衬底并排紧贴地插入DAST或DAST衍生物溶液中，采用缓慢蒸发溶剂法，在两片衬底之间生长DAST或DAST衍生物单晶。

【技术特征摘要】
1.一种自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：首先在衬底的表面自组装含有-SO3-、-OH、-Cl-、-NH2、-F-和-COOH中的一种或几种官能团的一层单分子薄膜，使衬底官能团化；然后将官能团化的两片衬底并排紧贴地插入DAST或DAST衍生物溶液中，采用缓慢蒸发溶剂法，在两片衬底之间生长DAST或DAST衍生物单晶。2.根据权利要求1所述的自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：所述缓慢蒸发溶剂法的具体方法为：在湿度小于20％或者真空的条件下，温度控制在10-50℃，在此条件下使DAST或DAST衍生物溶液挥发，在两片衬底之间生长DAST或DAST衍生物单晶，1-60天后再将衬底取出。3.根据权利要求1所述的自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：所述DAST或DAST衍生物的化学结构式为：其中，R1为CH3-N-CH3、NH2、OH和CH3O供电子基团中的一种；n为1-20中的任何一个整数；R2为烃、苯系物、醇、酚、醚、醛、酮和醌有机官能团中的一种。4.根据权利要求1所述的自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：所述衬底为表面镀有Si或者SiO2的玻璃、硅片、聚合物、金属和陶瓷中的一种。5.根据权利要求1所述的自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：在两片衬底之间生长的DAST或DAST衍生物单晶的厚度为1-2000μm。6.根据权利要求1至5任意一项所述的自组装单分子膜诱导生长DAST及其衍生物单晶薄膜的方法，其特征在于：所述方法包括以下具体步骤：(1)选用干燥的DAST或DAST衍生物的粉末，配制成质量分数范围在0.2％-20％之间的DAST或DAST衍生物溶液，所用的溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和氯代甲烷中的一种或几种的混合液；(2)先后在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗衬底，然后使用氮气吹干；(3)按照体积比7:3将浓硫酸加入到30％的H2O2溶液中，搅拌均匀，配成Piranha溶液；(4)将经步骤(2)清洗干净的衬底浸入到步骤(3)配制的Piranha溶液中，在80℃下水浴加热0.5-10小时，然后取出用去离子水清洗，再使用氮气吹干；(5)将分子式为C6H16O3SSi的3-巯基丙基三甲氧基硅烷配制成质量分数范围在0.2％-20％之间的3-巯基丙基三甲氧基硅烷溶液，所用溶剂为联环己烷、无水乙醇和丙酮中的一种或几种的混合液；然后将经步骤(4)Piranha溶液氧化处理过的衬底浸入3-巯基丙基三甲氧基硅烷溶液中，室温下静置1-50小时后取出；(6)配制由过硫酸氢钾KHSO5、硫酸氢钾KHSO4和硫酸钾K2SO4三种试剂组成的单过硫酸盐饱和水溶液，将经步骤(5)处理后的衬底浸入其中，室温下静置0.5-10小时后取出，使得C6H16O3SSi氧化成SO3-，在衬底的表面自组装了含有-SO3-官能团的一层单分子薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：许向东，戴泽林，陈哲耕，蒋亚东，孙铭徽，谷雨，王福，连宇翔，李欣荣，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51