| Περίληψη: | Η μη γραμμική οπτική είναι ο τομέας της οπτικής που εξετάζει φαινόμενα που απορρέουν
από την αλληλεπίδραση της ύλης με ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Τέτοια φαινόμενα,
λαμβάνουν χώρα εξαιτίας της τροποποίησης των εγγενών οπτικών ιδιοτήτων της ύλης υπό
την παρουσία ακτινοβολιών πολύ υψηλής έντασης, και η μη γραμμικότητα τους έγκειται στο
γεγονός ότι συμβαίνουν όταν η απόκριση του μέσου εξαρτάται κατά μη γραμμικό τρόπο από
την ένταση του οπτικού πεδίου. Τυπικά, μόνο η ακτινοβολία ενός λέιζερ είναι ικανή να επάγει
αλλαγές στις οπτικές ιδιότητες ενός υλικού και να οδηγήσει στην ανάδειξη πληθώρας μη
γραμμικών οπτικών φαινομένων.
Τα τελευταία χρόνια, έχουν μελετηθεί εκτενώς υλικά με έντονη μη γραμμική οπτική
απόκριση με σκοπό την αξιοποίηση τους σε διάφορες πρακτικές εφαρμογές στους τομείς της
φωτονικής και της οπτο-ηλεκτρονικής. Ειδικότερα, τα υλικά αυτά μπορούν να
χρησιμοποιηθούν ως οπτικοί περιοριστές για την προστασία ευαίσθητων ανιχνευτών από
την ισχυρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, καθώς και ως οπτικοί διακόπτες ή οπτικές δίοδοι
διευκολύνοντας τη μετάδοση της πληροφορίας χωρίς να απαιτείται η μετατροπή του οπτικού
σήματος σε ηλεκτρικό.
Από την ανακάλυψη του γραφενίου μέχρι σήμερα, η σύνθεση νέων δισδιάστατων (2D)
υλικών έχει προσελκύσει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον. Τα δυσδιάστατα υλικά που έχουν
συντεθεί πρόσφατα έχουν κεντρίσει την προσοχή εξαιτίας των μοναδικών ιδιοτήτων τους και
των πιθανών εφαρμογών τους στην οπτο-ηλεκτρονική. Ένα από αυτά, είναι το σιλισένιο
(silicon nanosheets, SiNS). Το σιλισένιο είναι ένα κρυσταλλικό δισδιάστατο υλικό που
αποτελείται εξ’ ολοκλήρου από άτομα πυριτίου.
Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι η διερεύνηση των μη γραμμικών
οπτικών ιδιοτήτων τρίτης τάξης δύο παραγώγων σιλισενίου. Ειδικότερα, μελετήθηκαν το
υδρογονωμένο σιλισένιο (SiNS – H) και το χημικά τροποποιημένο υδρογονωμένο σιλισένιο
με 1-δωδεκένιο (SiNS – dodecene) υπό μορφή διασπορών. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε
μέσω της τεχνικής Ζ-scan υπό διέγερση παλμών λέιζερ χρονικής διάρκειας 4ns και 35ps στα
532nm και 1064nm, καθώς και υπό διέγερση 90fs στα 800nm. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι
και τα δύο παράγωγα σιλισενίου παρουσίασαν σημαντική μη γραμμική οπτική απόκριση,
συγκρίσιμη και αρκετά μεγαλύτερη από άλλα 2D υλικά.
Στο πρώτο κεφάλαιο, δίνεται έμφαση στις βασικές έννοιες της μη γραμμικής οπτικής και
παρέχονται συνοπτικά στοιχεία θεωρίας για τα σημαντικότερα μη γραμμικά οπτικά
φαινόμενα.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφεται η πειραματική διάταξη και η τεχνική μέσω της
οποίας διεξήχθησαν τα πειράματα της παρούσας εργασίας. Ακόμη, παρουσιάζεται ο τρόπος
με τον οποίο έγινε η ανάλυση των πειραματικών δεδομένων, μέσω της οποίας υπολογίστηκε
η μη γραμμική επιδεκτικότητα τρίτης τάξης καθώς και το πραγματικό και φανταστικό της
μέρος.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται οι ιδιότητες του σιλισενίου και των παραγώγων του.
Επίσης, παρέχονται τα αποτελέσματα από τη σύνθεση των υπό μελέτη συστημάτων. Τέλος,
παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα των παραγώγων σιλισενίου και γίνεται
σύγκριση με άλλα υλικά που έχουν μελετηθεί στο παρελθόν από την ομάδα μας.
|
|---|
