光子存储原理与光致变色材料

光子存储是信息科学中的一个前沿课题。本文主要包括以下内容：光子存储的４种方式；光子烧孔、电子捕获、光折变和光致变色存储的原理和材料；双光子三维光存储原理和材料；可能的发展方向。

光致变色与光子器件

本文概述了光致变色和光子器件领域的发展现状和机遇。总结了他们在基础和应用方面获得的结果。通过激光光解技术、时间分辨光谱和反应中间体的衰减动力学深入研究了光致变色机理。

芘在改性硅胶上的光物理研究——以芘为探针研究改性硅胶的表面特性

研究了芘在正十碳烷氧基和三甲基硅氧基改性硅腔表面上的荧光光谱和寿命。在这二种硅胶上,激基缔合物是由基态聚积体直接受光和受激发的单分子和基态的单分子所形成、在硅胶≡Si—O—C_(10)H_(21)-n上比在硅胶≡Si—O—SiMe_3上所形成的聚积体较少。化学改性与物理改性相结合可使芘在较大的浓度范围内主要以单分子分散。激基缔合物的形成主要是由动力学过程所控制。研究了温度对芘的荧光光谱和寿命的影响。激基缔合物形成过程的活化能约为7kcal mol^(-1)。讨论了环境对单分子荧光光谱结构的影响。

有机光致变色材料的最新成就与机遇

综述了近年来在有机光致变色领域所取得的成就,主要包括螺嗪类化合物、吡喃类化合物、俘精酸酐及其衍生物、新型二芳基乙烯和质子转移体系共五大类光致变色体系.

可擦写俘精酸酐/PMMA薄膜的全息记录特性研究

对一种新型可擦写有机光致变色材料—吡咯俘精酸酐的光全息记录特性进行了实验研究 .用涂布法制成厚度约 10 μm的吡咯俘精酸酐 /PMMA聚合物薄膜 .样品无色态吸收峰在 373nm处 ,经紫外光照射发色后 ,变为呈色态 ,其吸收峰移动到 6 2 6nm处 ,呈色态在氦氖激光照射下可以重返为无色态 .无色态和呈色态在室温下都是稳定的 .以呈色态吡咯俘精酸酐 /PMMA薄膜作为记录材料 ,以氦氖激光作为记录光 ,分别建立了双光束干涉衍射记录装置和四波耦合实验系统 .实验测得该薄膜的空间分辨率至少可以达到 16 80lines/mm ,一级衍射效率大于 2 % ,全息记录中的最佳曝光量约为 1J/cm2 .实验测量了衍射效率与曝光量的特性曲线 ,分析了衍射光强度和光斑模式随曝光时间的变化关系 .

9’-(4-烯丙氧基苯甲酰氧基)吲哚啉螺萘并嗪的合成及其光谱性质

合成了 ７ 种９’羟 基吲哚啉 螺萘并 嗪 衍 生物（ Ｈ Ｓ Ｐａ ～ｇ） 和７ 种９ ’（ ４烯丙 氧基 苯 甲酰氧基） 吲 哚啉螺 萘并 嗪 衍生物（ Ａ Ｓ Ｐａ ～ｇ） ． Ａ Ｓ Ｐａ ～ｇ 的１ Ｈ Ｎ Ｍ Ｒ 结果 表明 ，当１ 位是 苄基 或 乙基时，与 氮 相 连 的 亚 甲 基 的 ２ 个 氢 的 化 学 位 移 不 等 价， 属 Ａ Ｂ 自 旋 系 统． 此 外 随 溶 剂 极 性 增 加， Ａ Ｓ Ｐａ ～ｇ 的 萘 并 嗪 环 部 分 的 吸 收 发 生 蓝 移 ． 吲 哚 啉 环 氮 原 子 上 的 取 代 基 的 变 化 对 螺 嗪（ Ａ Ｓ Ｐａ） 在 ２９５ ｎ ｍ 处的吸收 无明显影 响， 但 当 ５ 位 上 的 氢被 甲 基和 氯 取 代时 ，此 处 的吸 收 发 生红移． 除 Ａ Ｓ Ｐｅ 的 萘并 嗪环 部分 的吸 收红 移外， 吲哚 环氮 原子 和５ 位上 的取 代基 的变 化对 螺 嗪的萘并 嗪环 部分吸收 无明显影 响，但使 成色体 的吸收红 移．

吡咯俘精酸酐的光致各向异性研究

将有机光致变色化合物—吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜 在紫外光照射下 ,薄膜由无色态转换为呈色态 用 6 5 0nm线偏振激光照射薄膜 ,在由呈色态转变为无色态时产生光致各向异性 对 6 33nm的探测光具有正单轴晶体特性 ,光轴方向平行于激发光振动方向 ,光致二向色性率 (D⊥ -D∥)可达 0 .2 ,光致双折射率 (n∥ -n⊥)可达 2× 1 0 - 3 实验还测量了光致各向异性与曝光量的特性曲线 ,发现最佳曝光量为 1 3～ 2 0J/cm2 ,理论分析了其原因

共轭读出法消除光致变色材料全息记录中的相位畸变

采用有机光致变色材料 -吲哚俘精酰胺 /PMMA薄膜作为可擦写全息记录介质 ,建立了一种能消除全息光存储中相位畸变的光路 此光路采用参考光的相位共轭光再现全息图 ,能有效消除物光路中由于光学元件失调和记录材料缺陷引起的相位畸变 。

双席夫碱的合成与光谱

由2-羟基苯甲醛或2-羟基-1-萘甲醛和二胺类化合物合成了一系列双席夫碱,其中包括七个新化合物;N,N-二水杨醛缩-1,4-丁二胺,N,N-二水杨醛缩二(4-氨基苯基)甲烷,N,N-二水杨醛缩-1,5-萘二胺,N,N-二(2-羟基-1-萘甲醛)缩-1,4-丁二胺,N,N-二(2羟基-1-萘甲醛)缩-1.3-苯二胺,N,N-二(2-羟基-1-萘甲醛)缩-1.4-苯二胺和N,N-二(-羟基-1-萘甲醛)缩-二(4-氨基苯基)甲烷。测定了它们的紫外和红外光谱,讨论了分子结构与光谱特性之间的关系。极性溶剂,尤其是质子溶剂,有利于醌式结构的存在,由2-羟基-1-萘甲醛和二胺形成的双席夫碱在醇醌互变异构中的醌式结构比相应的由2-羟基苯甲醛所形成的双席夫碱要多,这与分子中羟基的酸性相关。

一种1,10菲啰啉-5,6-二酮及其单肟的高效合成方法

phenanthroline(1) was oxidized by a mixture of concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid in the presence of sodium bromide to yield 1,10 phenanthroline 5,6 dione(2) in 90%. Compound 2 gave a mono oxime(3) hydrochloric salt in nearly quantitive amount by reacting with equal molar hydroxylamine hydrochloride. The structures of the compounds were characterized by IR and 1 H NMR spectroscopy. The method is more simple and efficient.

光异构化反应的研究——水杨醛缩芳胺席夫碱的吸收光谱与分子结构的关系

具有光致变色现象的席夫碱在过去几十年里一直为人们所感兴趣。一般认为,水杨醛上的邻羟基是这类席夫碱发生光致变色的必要条件。光致变色的过程就是邻羟基的质子转移到亚氨基的氮原子上,随后发生分子内的几何异构,但对此机理仍存在争执。本文主要报道一些席夫碱的电子吸收光谱与分子结构的关系,以及溶剂对电子吸收光谱的影响。

间苯三酚正辛醚的合成

研究了间苯三酚在非质子极性溶剂中，以１８－冠醚－６作催化剂的Ｗｉｌｉａｍｓｏｎ反应，成功地合成了间苯三酚的单辛基、二辛基和三辛基醚，并对反应条件和产物组成关系进行了讨论。

杂环光化学——Ⅺ.1,3-二甲基-6-氮杂胸腺嘧啶和丙酮的光反应(英文)

研究了1,3-二甲基-6-氮杂胸腺嘧啶和丙酮的光反应。反应机理中包含有三线态激基复合物和由此相继形成的两个不同结构的双自由基作为反应中间体。最终得到了1:2的加成产物,即2,2,4,4,6,8,10-七甲基-7,9-二氧代-3,5-二氧杂-1,8,10-三氧杂双环[4,4,0]癸烷(Ⅰ)。

7—氮杂降冰片二烯衍生物光诱导电子转移敏化异构化反应研究

本文以结晶紫、吖啶橙为光敏化剂，以Ｎ—对甲苯磺酰基－７－氮杂－双环［２．２．１］－２，５－庚二烯－２，３－二羧酸二甲酯（ＮＮＢＤ）为反应底物，测定了ＮＮＢＤ光敏异构化反应的转化率及量于产率。通过荧光谱和ＮＮＢＤ对敏化剂的荧光猝灭试验，根据ｗｅｌｌｅｒ电子转移理论对ＮＮＢＤ的光敏异构化机理进行了探讨。

光诱导反应机理研究 ⅩⅦ.ESR波谱法研究多氯甲烷对降冰片二烯的光敏化加成反应机理

在以前的研究工作中我们已经证明芳胺可以有效地光敏化多氯甲烷对双环[2,2,1]-2,5-庚二烯的加成反应。该反应具有百分之百的区域选择性,在我们所选择的实验体系中只得到了3.5-加成物,而没有2.3-加成物。这一结果不同于典型的热诱导自由基加成反应。Latowski等人曾对包含有N-取代芳胺-多氯甲烷体系的光物理和光化学行为进行过详细的研究。指出多氯甲烷有效地猝灭电子给体芳胺化合物的荧光,而这一过程是与二者之间经由基态复合物或激基复合物的电子转移过程相关。根据产物的结构及芳胺-多氯甲烷体系的光物理行为,我们给出了N,N,N′,N′-四甲基联苯二胺(I)(NTMB)光敏化多氯甲烷对双环[2.2.1]-2.5-庚二烯(NBD)的加成反应机理。在该反应机理中包含有离子自由基对[ArNR_2^+CH_(4-x)Cl_x^-]和两性离子自由基复合物(Ⅱ).

N-对甲苯磺酰基-7-氮杂-双环[2.2.1]-2,5-庚二烯-2,3-二羧酸二甲酯光敏化电子转移异构反应研究

降冰片二烯及其衍生物是分子光化学贮存太阳能反应体系中研究较多的一类模型化合物。但是,从迄今报道的研究工作来看,大部分是关于7-位为碳原子的降冰片二烯衍生物。对于7-位为杂原子的衍生物的光异构化反应以及7-位杂原子对光异构化反应的影响还未见报道。为此,我们以7-位为N原子的降冰片二烯衍生物N-对甲苯磺酰基-

间苯三酚Williamson烷基化反应研究

考察了间苯三酚在不同介质中的烷基化反应及其不正常反应产物．研究了在非质子极性溶剂中，１８－冠醚－６用作催化剂的Ｗｉｌｉａｍｓｏｎ烷基化反应，成功地合成了间苯三酚的单辛基、二辛基和三辛基醚，并对反应条件和产物组成关系进行了讨论．

噁唑环取代的俘精酸酐的合成及其光致变色性能的研究

合成了含噁唑环的俘精酸酐,4-(5-甲基-2-对甲氧苯基-4-乙酰基唑)乙叉(异丙叉)丁二酸酐,研究了该化合物在不同溶剂中的光致变色性能,进行了光成色和光消色过程的动力学研究,并考察了溶剂极性对该化合物吸收光谱的影响.稳态动力学分析结果表明,该化合物呈色体的光消色反应遵循一级动力学规律,俘精酸酐本身的光反应比较复杂,不符合简单的动力学级数.

二芳杂环基乙烯的合成及其光致变色反应研究

本文报道了2,3-双(1,2-二甲基-3-吲哚基)-2-丁烯(DF1),2,3-双(1,4-二苯基-2-甲基-3-吡咯基-2-丁烯(DF2),2,3-双(1-对甲苯基-4-苯基-2-甲基-3-吡咯基)-2-丁烯(DF3),2,3-双(1-对溴苯基-4-苯基-2-甲基-3-吡咯基)-2-丁烯(DF4)和2,3-双(1-甲氧苯基-5-苯基-2-甲基-3-吡咯基)-2-丁烯(DF5)的合成,以及它们的光致变色行为的研究。特别是DF1和DF5的光呈色和光消色过程进行了较为细致的研究。

吡咯取代的杂环俘精酸酐的合成及溶剂对其吸收光谱的影响

合成了五个新的3-乙酰基吡咯衍生物,以它们为原料,进一步合成了五个新的吡咯取代的俘精酸酐。研究了五个俘精酸酐化合物在不同溶剂中的光致变色性能,考察了溶剂极性对俘精酸酐及其光致变色反应产物(7,7a-二氢吲哚衍生物)吸收光谱的影响,结果表明,随溶剂极性的增加吸收光谱发生红移。对7,7a-二氢吲哚衍生物的影响远比对俘精酸酐本身的影响显著的多。