PPT-CZ 고분자의 광굴절 효과 측정

Alternative Title
Measurements of photorefractivity in PPT-CZ polymer
일반대학원 분자과학기술학과
The Graduate School, Ajou University
Publication Year
광굴절 효과(Photorefractive effect)를 보이는 물질은 광전도성(Photoconductivity)과 비선형 광학 특성(Optical nonlinearity)을 함께 갖고 있어 공간적으로 분포된 광 패턴(Spatially modulated optical pattern)을 인식하여 같은 모양의 패턴을 갖는 굴절률 격자(Refractive index grating) 형태로 저장할 수 있는 능력을 갖고 있다. 본 논문에서는 리소그래피 공정으로 ITO 전극을 제작하고 유리전이온도(Glass transition temperature, T_(g))가 낮은 PPT-CZ 광굴절 고분자(Photorefractive polymer)를 사용하여 그 특성을 알아보고, 광전도성과 이광파 결합(Two beam coupling) 실험방법으로 광굴절 특성을 조사하였다. 샘플의 특성은 XRD(X-ray diffraction)과 파장별 흡수율 측정(Linear absorption spectra)을 통해 수행하였다. 광전도성 측정 실험에서는 전하 발생체(Charge generator)로 C_(60)와 TNF를 사용하였을 때 흡수파장이 어떻게 변하는지 알아보고, 633nm와 785nm 두 종류의 레이저를 사용하여 광전도성이 어떻게 차이가 나는지 실험하였다. 외부전압과 레이저의 세기가 강해질수록 샘플에 흐르는 광전류(Photocurrent) 값이 증가하는 것을 확인하였다. 마지막으로 광굴절 효과를 확인하기 위해서 이광파 실험을 하였다. 기존의 PVK를 사용하는 레퍼런스 샘플과, 같은 조건에서 실험한 PPT-CZ 고분자의 이득계수는 크게 2.7배까지 증가하는 것을 보여주었고, 고분자에 첨가하는 비선형 색소를 흡수율이 큰 것으로 바꾸었을 때, 이득값은 더욱 증가하여 PVK 고분자에 비해 약 3배가량 높은 값을 얻을 수 있었으나 외부전기장에 의해 색소가 배열되는 시간 또한 증가해 이득값이 최대에 도달하는 속도 또한 20배 정도 증가 하였고 이를 보완한다면 광 정보 저장(Optical data storage), 광 정보 처리(Optical data processing)등에 응용되리라 기대된다.
Alternative Abstract
Photorefractive materials show both photoconductivity and optical nonlinearity. They can detect and store spatial distributions of optical intensity in the form of spatial patterns of altered refractive index. For the measurements of photorefractivity, we used PPT-CZ photorefractive polymer(poly(p-phenyleneterephthalate), PPT with pendent carbazole (CZ) groups.) which has self-layering property, poly(p-phenyleneterephthalate), The compounds are doped with the charge generator C60, or TNF(2,4,7-trinitro-9-fluorenone) and nonlinear optical chromophores. These composites showed an extremely low glass transition temperature T_(g) (< 0 ℃) without any plasticizer. Because of the absence of plasticizer, the photorefractive polymer samples are very stable(over 9 months) and showed very good optical quality. And also those samples showed very high photorefractive properties in two beam coupling gain coefficient. Photoconductivity was measured with 633nm He-Ne laser and 785nm diode laser by measuring a current of the sample when external E-field was applied. Photorefractivity was measured by taking two beam coupling experiments. The intensity of pump beam was much greater than the signal beam(β_(0)=200). The intensity difference of signal beam was measured by photo detector and oscilloscope. Experiment was performed with changing the bias voltage. High gain coefficient was obtained comparing to PVK polymer at the same environment. In the case of the PVK polymer, gain coefficient(Γ) was 35cm^(-1)at 5kV, and in PPT-CZ polymer we obtained Γ=94cm^(-1) and 135cm^(-1). Gain coefficient was in proposition to applied E-Field. Long time of flight and strong beam fanning effect in certain composites were observed.

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Graduate School of Ajou University > Department of Molecular Science and Technology > 3. Theses(Master)
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