本发明专利技术公开了一种4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶对甲基苯磺酸盐（英文简称DAST）与碳纳米管的复合薄膜及其制备方法，该薄膜由碳纳米管与DAST膜相复合而成。本发明专利技术采用这种DAST-碳纳米管复合膜用于红外或太赫兹等光电探测器、温度传感器、气体传感器等器件的制作，能够克服单纯的碳纳米管或单纯的DAST材料在电学和光学等性能的不足，提高器件的综合性能。本发明专利技术公开的DAST-碳纳米管复合膜的制备方法简单，无需复杂、昂贵的成膜设备，降低了制造成本，提高了器件的工作性能，适宜大规模产业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电探测
，具体涉及一种DAST-碳纳米管复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
近年，有机非线性光学材料受到了广泛的关注，其中，4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(简称DAST)是一种重要的有机非线性光学材料，它在1542nm的二阶非线性系数为840pm/V，在820 nm的电光系数为75p/V，比目前广泛应用的ZnTe的相应数值高I 2个数量级。由于DAST的介电常数低，具有较长的相干长度和较快的响应特性(参见李寅，张建秀，傅佩珍，吴以成，“有机非线性光学晶体DAST的生长、形貌及透过光谱”，人工晶体学报，第40卷第I期，(2011)文献)。DAST的化学结构比较特别，是有机吡啶盐的典型代表之一。吡啶环上的碳原子与氮原子均以SP2杂化轨道成键，环上每个 原子均以一个n轨道形成共轭体系，氮原子上的孤对电子不参加共轭，因此，吡啶成盐后并不破坏环状共轭体系。此类分子中含有两个大键，一个是苯环，另一个是吡啶环，通过中间的碳碳双键把两个大n键共轭起来，电子电荷可以从一端离域到另一端，从而使有机分子的二阶非线性极化率增大。吡啶阳离子作为带正电荷的基团，是一种很强的吸电子基团。受体强度越大，分子内电荷转移程度越大，相应的微观二阶极化率也将越大(参见K.Jagannathan, , S. Kalainathan, T. Gnanasekaran, “Growth and characterization of4-dimethylamino-N-methyl 4-stilbazolium tosylate (DAST) single crystals grownby nucleation reduction method” Crystal Growth & design, 7(5)， 1881-1887 (2007)文献)。DAST这种独特的化学结构使其在多种
中显示出较强的应用前景，例如在太赫兹产生和发射领域。1992年，文献X.C. Zhang, X. F. Ma, Y. Jin, “TerahertzOptical Rectification from a Non linear Organic Crystal” Applied PhysicsLetters, 61(26)，3080-3082 (1992)报道 DAST 能通过光整流发射出 THz 波。2004 年，文献 T. Taniuchi, S. Okada, H. Nakanishi, ^WideIy-tunable THz-wave Generationin 2-20 THz Range from DAST Crystal by Non linear Difference Frequency Mixing”Electronics Letters, 40(1)，60-62 (2004)报道在 1300 1450 nm 范围内通过 0P0 混频能产生2 20 THz的可调太赫兹波，在11. 6 THz时输出能量为82 nj/脉冲、峰值为10. 3W,19 THz时输出能量为110 nj/脉冲、峰值为13.8W。2010年，文献I. Katayama, R. Akai,M. Bito, “Ultra broadband Terahertz Generation Using 4_N, N-dimethylamino-4-N-methylstilbazoIiumTosylate Single Crystals，，， Applied Physics Letters, 97(2)，021105 (2010)利用DAST晶体和Ti蓝宝石激光器获得了 200 THz的电磁波，比传统的GaSe晶体激发的光的强度高2 3个数量级。目前为止，文献所报道的DAST材料主要是DAST晶体。人们已经开发出多种生长DAST 晶体的方法,包括(I)籽晶法，参见 F. Pan, M.S. Wong, C. Bosshard, “CrystalGrowth and Characterization of the Organic Salt 4_N, N-Dimethylamino-4-N-methyl-stilbazolium Tosylate (DAST)，，，Advanced Materials, 8-7 (1996)文献；(2)斜板法，参见 F. sunesada, T. Iwai, T. ffatanabe, “High-quality Crystal Growth ofOrganic Non linear Optical Crystal DAST，，， Journal of Crystal Growth, 237-239，2104-2106 (2002)文献；(3)双区段法，参见 A. S. Hameed, W.C. Yu, Z. B. Chen, “AnInvestigation on the Growth and Characterization of DAST Crystals Grown by TwoZone Growth Technique”，Journal of Crystal Growth, 282, 117-124 (2005)文献。DAST晶体具有特殊的光学性能。例如，文献P. D. Cunningham, L. M. Hayden, “Opticalproperties of DAST in the THz range”，Optics Express, 18-23 (2010)报道了 DAST晶体在太赫兹辐射下的吸收，作者发现DAST晶体在0. 6至12 THz波段具有较好的吸收特性。在太赫兹辐射作用下，DAST晶体的a轴和b轴分别在I. 1,3. 1、5. 2、7. 1、8. 4、11、12. 3THz 和 I. 1、1. 3、1. 6、2. 2、3、5. 2、7. 2、9. 6、11. 7 THz 处有较好的吸收。所以，DAST 晶体在太赫兹的产生、发射、响应吸收等方面都有较大的应用前景。但是，这些通过结晶生长得到的是大小不一的DAST晶体。把DAST晶体直接应用到微型器件当中存在一些明显的缺点，包括(I)有机晶体生长一般需要液相环境，生长周期长、工艺复杂、设备昂贵等，不利于大 规模产业化生产，而且晶体生长工艺与传统的器件微加工技术不兼容；(2)有机晶体的各向异性明显，难以满足微型器件均匀响应的特殊要求；(3) DAST块状结晶具有一定的体积、厚度与形状，难以有效地进行后续加工，更难于直接集成到微型器件(如用于光电探测器的微测辐射热计)当中，也就是说，DAST晶体的固定物理尺寸与形状等因素极大地影响了器件的集成化。把DAST制成均匀的薄膜材料是克服材料的上述缺点、实现其器件应用的有效途径。但是，与DAST薄膜制备相关的文献报道极少。而且，由于DAST是有机材料，其电阻高、响应慢，所以，单纯的DAST薄膜也将难于满足高质量的光电探测器、温度传感器、气体传感器等器件的特殊要求。另一方面，碳纳米管是一种非常重要的一维纳米材料。自1991年，日本的Iijima发现碳纳米管以来(参见Sumio Ii ji本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种DAST？碳纳米管复合薄膜，其特征在于：该薄膜由碳纳米管与DAST膜复合而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许向东，黄龙，蒋亚东，孙自强，范凯，樊泰君，何琼，敖天宏，马春前，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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