مطالعه غيرخطيت اپتيكي مرتبه سوم نانوكامپوزيت اكسيد گرافن- نيتروژن

Study of third-order optical nonlinearity of nitrogen-graphene oxide nanocomposite

نانوكامپوزيت اكسيد گرافن آلاييده با نيتروژن به روش هيدروترمال ساخته شد كه در آن از اوره به عنوان عامل كاهنده استفاده شد. كاهش اكسيد گرافن توسط نيتروژن با استفاده از آناليزهاي پراش اشعه X، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف سنجي مرئي- فرابنفش، و طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز تاييد شد. فاصله بين صفحات گرافن و گاف انرژي به ترتيب با استفاده از آناليزهاي پراش اشعه X و طيف سنجي مرئي- فرابنفش اندازه گيري شد و افزايش فاصله بين صفحات و نيز پهن شدگي جزئي گاف انرژي در نتيجه افزايش نيتروژن را نشان داد. براي اولين بار پذيرفتاري اپتيك غيرخطي نانوكامپوزيت اكسيد گرافن- نيتروژن توسط چيدمان روبش-z محاسبه شد و غيرخطيت اپتيكي مرتبه سوم را تاييد كرد. پذيرفتاري اپتيك غيرخطي از مرتبه esu 9-10 محاسبه شد كه نشان دهنده قابليت بالاي اين نمونه براي كاربرد در وسايل اپتوالكترونيك است.

Nitrogen-doped graphene oxide N-GO nanocomposite synthesized by a hydrothermal method in which urea used as a reduction agent. The reduction of graphene oxide confirmed by the x-ray diffraction, scanning electron microscopy, fourier transform infrared and UV-VIS spectroscopy analyzes. The measurement of the distance between the sheets and energy band gap of the N-GO nanocomposite indicated an increasing in interspaces of sheets and a slight broadening in energy band gap due to adding of nitrogen. For the first time, the optical susceptibility of N-GO nanocomposite calculated via Z-scan technique and confirmed the third-order optical nonlinearity. The nonlinear optical susceptibility calculated in the order of 10-9 esu that shows the high efficiency of this nanocomposite for using in optoelectronic devices.