添加了三氯化锰四苯卟啉的聚（乙烯醇）薄膜表现出增强的线性和非线性光学性能，适用于光电子应用

《Polymer International》：Enhanced linear and nonlinear optical properties of poly(vinyl alcohol) films with manganese(III) tetraphenylporphyrin chloride additive for optoelectronic applications

PVA基复合材料中掺入MnTPPCl金属卟啉后，通过溶液铸造法制备的薄膜在ATR-FTIR、SEM和UV-NIR光谱表征下，证实了氢键与配位作用形成复合结构，表面出现随浓度增加的均匀球形域，光学带隙减小至4.37 eV，吸收系数提升至10?13 cm?1，非线性光学响应增强显著。研究揭示了MnTPPCl对PVA材料光电器件性能的调控作用。

　　

摘要

基于聚合物的复合材料因其可调的光学性能而在光电和光子学领域受到了广泛关注。其中，聚（乙烯醇）（PVA）由于其优异的成膜能力、光学透明性和与功能性添加剂的兼容性而被广泛研究。在这项研究中，通过传统的溶液浇铸方法，将锰（III）四苯卟啉氯化物（MnTPPCl：一种能吸收可见光的金属卟啉配合物）以0.05、0.1和0.25 wt%的浓度掺入PVA基体中，制备了复合薄膜。分别使用衰减全反射傅里叶变换红外（ATR-FTIR）光谱、扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见-近红外（NIR）光谱法对这些薄膜的结构、形态和光学性能进行了表征。ATR-FTIR分析证实了MnTPPCl与PVA之间通过氢键和配位作用形成了分子相互作用。SEM显微图显示纯PVA表面光滑，而掺入MnTPPCl后形成了均匀分布的球形结构域，其大小和密度随掺杂浓度的增加而增大。光学研究表明吸收边缘发生红移，并出现了MnTPPCl特有的吸收带。间接光学带隙从4.98 eV减小到4.37 eV，吸收系数增加到10^?13 cm^?1。此外，还观察到光学导电性和介电响应的提高。非线性光学测量结果显示显著改善：三阶非线性极化率（χ⁽³⁾从1 × 10^?13 esu增加到1.2 × 10^?13 esu，非线性折射率（n₂）提高了十倍。这些结果表明MnTPPCl可以有效调节PVA的结构和光学性能，使得这些复合材料成为先进的光电、非线性光学和光子器件的理想材料。? 2025 化学工业学会。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。