1,3方酸嵌入对称二苯乙烯衍生物的三阶非线性光学性质的理论研究

以量子化学PM3优化构型为基础 ,利用INDO/CI方法研究系列嵌入 1 ,3方酸的对称二苯乙烯衍生物的电子光谱 .并利用INDO/CI-SOS方法计算系列化合物的三阶非线性光学系数γ( -ω ;ω ,-ω ,ω)和γ( 0 ;0 ,0 ,0 )值 ,探讨了γ和分子结构之间的关系 .理论计算结果表明 ,在双推电子基团取代二苯乙烯衍生物中适当地嵌入方酸 ,可使其三阶非线性光学系数有所增加 。

配位聚合物的三阶非线性光学性质

本文概括了配位聚合物的三阶非线性光学性质,并总结了其结构与三阶非线性光学性质之间的关系。对于一维结构的配位聚合物,因配体不同或者中心金属离子的价层电子构型不同可呈现自聚焦或自散焦效应;二维结构配位聚合物的三阶非线性光学性质则与配体和中心金属离子无关,均呈现自聚焦效应;三维结构配位聚合物的自聚焦或自散焦效应主要受中心金属离子价层电子构型的影响。

四苯基卟啉类化合物电子光谱和三阶非线性光学性质的理论研究

在B3LYP／6—31＋G＋水平计算四个5，10，15，20-四苯基卟啉类化合物的电子光谱和三阶非线性光学性质．结果表明，电子的最大吸收波长在580nm左右，属于可见光区，源于卟啉内HOMO到LUMO的π→π＊的电子跃迁．供电子基团的引入将增加电子云密度，致使三阶非线性光学性质增大．吸电子基的引入使卟啉环上的电子云密度减小，导致三阶非线性光学性质减小．合双键或三键的吸电子基团使电子云密度增大，致使三阶非线性光学性质增大．

C_(74)的结构、电子光谱及三阶非线性光学性质的理论研究

用密度泛函 (DFT)方法 (BLYP/ 3 2 1G )研究了C74 的稳定几何构型 .用ZINDO及abinitioCIS两种方法对C74 的电子光谱进行了计算 ,预测C74 在红外区域有光谱吸收 .计算了C74 的三阶非线性光学系数 <γ >为 1 483× 10 -3 2 esu ,它比C60 的 <γ >(8 84× 10 -3 4esu)要大得多 .预测C74

一水甲酸锂晶体三阶非线性光学性质理论研究

用含时耦合微扰Hartree Fork (CPHF)方法 ,有限场MP2方法以及有向气体方法 ,首次分别在分子和晶体水平上计算了一水甲酸锂晶体三次谐波极化率 .表明超分子γ( -3ω ;ω ,ω ,ω)数值与超分子链长有线性关系 ;晶体χ( -3ω ;ω ,ω ,ω) 计算值主要受到电子相关影响 ,其次受到基组和局域场影响 ,在非共振条件下 ,频率色散的影响甚小 .最后 。

芳香查尔酮衍生物的合成、理论计算及三阶非线性光学性质

合成了2种新的具有潜在应用价值的非线性光学(NLO)有机材料芳香查尔酮衍生物1-(呋喃-2-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(1)和1-(噻吩-2-基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酮(2),并对其进行了NMR、IR和HR-MS结构表征。采用4f相位相干成像技术测定了化合物1和2的三阶NLO性质并确定了相关参数:脉冲宽度4 nm,激光波长440 nm,化合物1:非线性吸收系数β=5.5×10^(-10)m/W,非线性折射系数n2=-2.1×10^(-17)m^2/W,三阶非线性极化率χ(3)=1.58×10^(-11)esu;化合物2:β=-2.4×10^(-10)m/W,n^2=0.3×10-17m^2/W,χ(3)=0.50×10^(-11)esu;并测定了紫外光谱和DSC曲线。采用密度泛函方法计算了化合物1和2的轨道能量和极化率,结果表明电子转移能在分子内部进行,说明比较易于极化,展示了良好的非线性光学性质。

Y型均三嗪类衍生物三阶非线性光学性质研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G*方法对含Y型均三嗪类衍生物的6个分子(Y1-Y6)进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+G*)计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学(NLO)性质.结果表明,6个含Y型均三嗪类有机分子的三阶非线性光学系数g值为1010数量级个原子单位(10-30 esu),显示出良好的三阶非线性光学性能.在其三支链的末端引入不同的推、拉电子基团(Y2→Y6),对其电子光谱和三阶非线性光学响应具有明显的影响.引入强供电子基团,g增大幅度较大,有利于改善体系的三阶非线性光学性质,从而可获得良好的非线性光学材料.

呋喃同系物C_4H_4X(X=O,S,Se,Te)三阶非线性光学性质的理论方法比较研究

用abinitioHF,MP2和DFT三种方法的计算结果,根据完全态求和公式自编程序计算了呋喃同系物的三阶非线性光学极化率.结果表明随着杂原子序数的增大,体系的三阶非线性极化率也随着增大,从对称性出发,利用二态模型讨论了体系光学非线性增大的原因.

含酯基和吡啶环苯并菲衍生物分子的电荷传输和三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算研究含酯基和吡啶环的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率.结果表明,酯基双取代的苯并菲衍生物分子具有较高的空穴和电子传输速率,分别为0.22cm2/v·s和1.51cm2/v·s.同时引入酯基和吡啶环均不利于空穴和电子传输.使用有限场(FF)方法计算分子的三阶非线性光学性质.结果显示,在酯基和吡啶环之间引入柔性碳链的分子与不含吡啶环分子的三阶非线性光学性质基本一致,均具有较高的电荷传输速率和良好的三阶非线性光学性质.

三维超分子配合物[MoO_2(OCH_2C_5H_4N)_2]的制备、晶体结构及三阶非线性光学性质

Na2 MoO4 ·2H2 O和 2 氯甲基吡啶在水中反应得到了超分子化合物 :[MoO2 (OCH2 C5H4 N) 2 ].其单晶结构测试表明 :该化合物含有两种均为 6配位的但化学环境不同的Mo(1)和Mo(2 )原子 ;由此两种钼原子构成的中性配合物[Mo(1)O2 (OCH2 C5H4 N) 2 ]和 [Mo(2 )O2 (OCH2 C5H4 N) 2 ]分别通过氢键O…H—C及吡啶环间的π π堆积作用形成了二维的A层和B层 ,A层与B层之间又在层间氢键的作用下交错形成了三维的网状固态结构 .用Z scan法在DMF溶液中测试了该化合物的三阶非线性光学性能 ,发现它有强的非线性吸收 (α2 =1 92× 10 -9m·W-1)和强的非线性折射 (n2 =9 5 2× 10 -19m2 ·W-1) ,非线性极化率 χ( 3 ) =1 2 1× 10 -12 esu .

具有近红外三阶非线性光学性质的咪唑邻菲罗啉钌配合物的合成及其与DNA作用特性

以邻菲罗啉双酮和N,N-二(4-丁氧基苯基)氨基苯甲醛为原料,设计合成了光功能配体(L)及其钌配合物1,运用现代分析测试手段进行了表征。利用开/闭孔Z扫描技术测试了目标化合物的三阶非线性光学性质。结果表明,在近红外范围内钌配合物具有比配体更大的三阶非线性系数和双光子吸收截面。通过UV-Vis吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱和粘度实验,研究了配合物与小牛胸腺DNA结合特性。结果表明,配合物通过插入模式与DNA结合。因此,该新型钌配合物可以作为非线性光学材料应用于生物显影。

1-(芘-1-基)-3-(噻吩-3-基)丙烯酮的合成、理论计算及三阶非线性光学性质

合成一种非线性光学(NLO)有机材料查尔酮:1-(芘-1-基)-3-(噻吩-3-基)丙烯酮,通过1 H NMR、IR、HR-MS表征了其结构。采用4f相位相干成像技术测定了它的三阶NLO性质,相关参数为:脉宽4ns,激光波长为450nm,非线性吸收系数(β)=7.3×10-10 m/W,非线性折射率(n2)=-3.6×10-17 m2/W,三阶非线性极化率(χ(3))=4.12×10-11 esu;并测定了紫外光谱、荧光光谱和DSC曲线。采用密度泛函方法计算了它的轨道能量和极化率,结果表明电子转移可在分子内部进行,显示出良好的NLO活性。

α、β-并三噻吩衍生物分子的电子光谱与三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G(d,p)方法对二聚α、β-并三噻吩衍生物的15个分子(a^g2)进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+G(d))计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学(NLO)性质.计算结果表明,在乙烯分子(反式)两侧分别引入α-并三噻吩、β-并三噻吩基团(c分子)比单纯引入相同的α-并三噻吩(a分子)或β-并三噻吩(b分子)基团,更有利于增大其三阶非线性光学(NLO)性能.在含乙烯桥二聚α、β-并三噻吩(母体分子)结构的末端,端接含C=C或C≡C的基团(如-C≡CH与-C=C(CN)_2),与端接吸电子基F原子或给电子基-N(CH_2CH_3)_2相比,能隙降值减小,最低能量吸收波长明显红移,其三阶NLO系数γ值达10~6数量级个原子单位(10^(-33)esu),显示出良好的三阶非线性光学性能,可设计成为性能良好的三阶非线性光学材料.

立方烷簇合物[（η^5-C5Me5）2Mo2（μ3-S）4Cu2（PPh3）2 -（ClO4）2·H2O的合成、结构与三阶非线性光学性质研究

以[(η5-C5Me5)2Mo2(μ-S)2S2]和Cu(MeCN)4(ClO4)在乙腈中回流并与PPh3反应得到了簇合物[(η5-C5Me5)2Mo2(μ3-S)4Cu2(PPh3)2](ClO4)2·H2O.对其进行了红外、紫外光谱和X射线晶体结构测试.并使用Z扫描技术在532nm处测定了其在CH2Cl2溶液中的三阶非线性光学(NLO)性质.结果表明:该簇合物具有立方烷结构的簇阳离子,在溶液中表现出较强的三阶非线性吸收和自散焦效应.

适用于全光开关的[(C_3H_7)_4N][Au(C_3S_5)_2]三阶非线性光学性质研究

合成了一种金属有机配合物[(C3H7)4N][Au(C3S5)2].配制了浓度为1×10-3mol/L的[(C3H7)4N][Au(C3S5)2]/乙腈溶液,并用旋涂法制备了掺杂浓度质量比为1%的[(C3H7)4N][Au(C3S5)2]/PMMA复合薄膜.运用Z扫描方法,分别研究了样品溶液和薄膜在波长为1 064nm,脉宽为20 ps条件下的三阶非线性光学性质.研究发现薄膜的三阶非线性极化率χ(3)比溶液高出三个数量级.其中,薄膜的非线性折射率n2为-1.76×10-15m2/W、三阶非线性极化率χ(3)为9.37×10-10esu.结果表明,该材料在全光开关方面具有潜在的应用价值.

金/多壁碳纳米管复合材料的合成及其三阶非线性光学性质

通过化学吸附法制备了金/多壁碳纳米管复合材料.采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和紫外可见光谱仪对复合材料进行表征,制备的金纳米颗粒平均粒径为6nm,且均匀分散在碳纳米管表面.在脉冲宽度为30ps、波长为532nm的激光光源激发下,运用Z扫描技术分别研究金/多壁碳纳米管复合材料和多壁碳纳米管的三阶非线性光学性质.实验结果表明:金/多壁碳纳米管复合材料呈现正的非线性折射效应和饱和吸收性质,其三阶非线性极化率χ(3)为1.89×10-12 esu,比多壁碳纳米管高2.6倍.

(ZnS)_(6～12)团簇三阶非线性光学性质的理论研究

在TDDFT/Lanl2DZ+6-31G*水平下对(ZnS)6～12半导体团簇的三阶非线性光学性质进行了计算,并用态求和(SOS)方法得到静态三阶宏观极化率χ(3)和0～2·5eV范围内输入光子能量对三阶微观极化率γ的动态行为.结果表明,(ZnS)6～12的χ(3)值比其它半导体团簇的略好.且(ZnS)7和(ZnS)11分别在1·6和2·0eV处出现了很大的γ值,为-2·38×10-33和1·26×10-33esu.在此输入光子能量处激发,它们将会产生很强的三阶非线性光学效应.

ZnO纳米线的三阶非线性光学性质

用微乳液法制备ZnO纳米线,对材料的形貌和结构进行透射电镜表征和Raman光谱表征,并设计超短脉冲Z扫描实验,研究ZnO纳米线的三阶非线性光学特性.结果表明:制备的材料尺寸均一、结晶良好,具有较好的紫外区激子发光特性;ZnO纳米线三阶非线性光学折射率为正值,其三阶非线性光学极化率比体相ZnO高约3个数量级.因此制备的ZnO纳米线材料具有较好的光学和非线性光学性质.

D-π-D-π-A型三苯胺衍生物的合成及三阶非线性光学性质

合成一种新颖D-π-D-π-A型(Donor-π-Donor-π-Accept)化合物N1-4-(4’-(二乙基氨基)苯乙烯基)-N1-(4(-乙氧基苯基)-N4-(4(’-吡啶亚甲基)-1,4二苯胺(L),其结构通过了1H NMR、IR、ESI-MS及元素分析的表征;通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱及Z扫描测试技术,结合理论计算对化合物L的光学性质进行了研究.结果表明:化合物L具有较好的三阶非线性光学性质.

Bi_2S_3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.