可整合的纳米线纳米纤维混合物用于紫外低阈值光增益研究

　　ACS Nano：可整合的纳米线-纳米纤维混合物用于紫外低阈值光增益研究
　　DOI:10.1021/acsnano.0c00870
　　利用光学检测方案的诊断设备的小型化要求设计结合小尺寸、高性能以有效激发发色团的光源，以及易于耦合到具有复杂和非平面形状组件的机械柔性。在此，介绍了具有内部结构有序性的ZnO纳米线-纳米纤维混合物，该材料具有极化受激发射、光模的低传播损耗和结构柔性等优点。在电纺材料上进行的超快速瞬态吸收实验显示出光学增益，该增益会导致自发发射放大，其阈值低于薄膜中的阈值。这些系统具有高度的柔性，可以方便地适应曲面，这使其成为各种设备平台（例如可弯曲的激光器、光学网络和传感器）以及生物成像、光致交联和光学成像等应用中有吸引力的有源元件。
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　　图1.不同放大倍数下，用过的ZnO NPs（a，b）和ZnO NWs（c，d）的TEM图像。NPs和NWs都易于在成像前形成簇。
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　　图2.（a，b）掺杂有ZnO NPs（a）和ZnO NWs（b）的纤维的SEM显微照片。插图显示了纤维样品的照片。（c）掺杂有ZnO NPs的电纺纤维的荧光图像。（d）通过透射光显微镜成像的ZnO NWs掺杂的纤维。插图：以虚线框突出显示样品区域的放大。（e，f）沿着图右侧所示的相应AFM图像中的虚线，结合了ZnO NPs（e）和ZnO NWs（f）的示例性纤维的轮廓。顶部图：蓝色虚线框中轮廓区域的放大（纤维的顶部区域）。电纺溶液中的相对重量比（NPs/聚合物或NWs/聚合物）：χ=30％。
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　　图3.含ZnO NWs的复合纤维的TEM（a，b）和SEM（c）显微照片。χ=30％。（d）ZnO NWs相对于纤维纵轴的取向角分布。0°对应于平行于纤维长度的方向。
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　　图4.（a）掺杂有ZnO NPs（黑线）和NWs（红线）的PMMA薄膜的归一化吸收光谱。（b，c）掺杂有ZnO NPs（b）和NWs（c）的薄膜（黑线）和纤维（红线）的标准化PL发射。插图：可见光谱范围内的放大PL光谱。
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　　图5.掺有ZnO NWs的纤维的飞秒泵浦-探针光谱。（a）2DΔT/T图与探针波长和泵浦探针延迟的函数关系。（b）在选定的泵浦探针延迟处的ΔT/T谱图。（c，d）短（c）和长（d）延迟在选定探针波长下的ΔT/T动态。对来自χ=10％的溶液中的样品进行泵浦探针测量[请参见插图（d）中的图片]），以避免由于大量纳米复合材料的光散射而导致透射和光谱伪像过度衰减。
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　　图6.（a）不同泵通量的纳米线-纤维的PL光谱，突出显示了ASE峰。（b）ASE强度（红色圆圈，左侧垂直标度）和光谱的FWHM（蓝色三角形，右侧垂直标度）与泵流量的函数关系。（c）纳米线-纤维的偏振依赖性ASE强度。通过分析仪从纤维的切割端收集发射的光，该偏振仪的偏振平行于样品表面（0°，红线），垂直于样品表面（90°，黑线）（插图中的方案）。χ=30％。
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　　图7.（a）测量的ASE光束发散度。ASE光束半径（点）与检测器距离Z的关系。插图：在不同距离处测得的发射点的显微照片。（b-d）与非平面表面和光学系统耦合的纳米线-纤维的示例。（b）缠绕在毛细管玻璃管弯曲表面上的纳米线-纤维垫。（c，d）来自纳米线-纤维的紫外线激发管中的粘稠罗丹明6G溶液。染料发出的光然后沿着玻璃和粘性流体引导，并在毛细管末端产生一个约2mm的光斑（图c的插图），以照亮液体样品（d）。
　　文章链接：http://www.espun.cn/News/Detail/43350