不同极性聚合物材料的THz-TDS光谱测量研究

为探讨聚合物分子的极性对其介电性质的影响,采用太赫兹时域光谱研究了5种聚合物材料,高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮在太赫兹波段的吸收色散性质,并尝试采用Debye模型对实验结果进行了理论分析.研究发现,聚合物的偶极弛豫运动随极性的增强而加剧,导致吸收系数(α)、介电常数虚部(ε")和弛豫强度(Δε)均随之增大;由于弛豫运动受介质阻尼的影响落后于太赫兹电场的周期性变化,折射率(n)和介电常数实部(ε')呈现反常的色散现象,即n和ε'随频率的增大而降低;Debye模拟结果还表明弛豫时间(τ)随偶极子尺寸的增大和分子刚性的增强而显著增大.