呋喃同系物C_4H_4X(X=O,S,Se,Te)非线性光学性质的TDDFT-SOS理论研究

用含时密度泛函理论 (TD-DFT)组合态求和 (SOS)方法计算了呋喃同系物 [呋喃 (C4 H4 O)、噻吩(C4 H4 S)、硒吩 (C4 H4 Se)、碲吩 (C4 H4 Te) ]的非线性光学性质 .计算结果表明 ,体系的三阶 NLO系数 (γ)随着杂原子被重原子的取代而逐步增大 ,B3 LYP等 4种势函数计算的 NLO系数基本一致 .计算的色散关系曲线表明 ,标题化合物在宽频区存在小的色散作用 ,是一类具有应用前景的 NLO材料 .

双核金属茂合物Zn_2(η~5-E_5)_2(E=N,P,As,Sb)电子结构和三阶非线性光学性质的理论研究

运用密度泛函PBE0方法研究了双核金属茂合物Zn2(η5-E5)2(E=N,P,As,Sb)的电子结构,运用自然键轨道(NBO)方法对该体系的电荷分布及成键特征进行了分析.此类体系中存在Zn—Zn的σ单键,为近似纯s成分的成键方式.用含时密度泛函理论(TDDFT)完全态求和(SOS)方法计算了该体系的三阶非线性光学系数,结果表明,γ值与最大吸收波长λmax成正比,在各个分量中,对〈γ〉起主要贡献的是γzzzz,最大吸收波长对应的电子跃迁是从Zn—Zn的σ成键轨道到Zn—Zn的σ*反键轨道.

二到七环多苯稠合物的三阶非线性光学效应的理论研究

利用含组态相互作用的INDO-SDCI和态求和(SOS)方法,计算了二到七环的稠合多苯化合物的三种不同物理过程的频率相关的三阶非线性光学系数.讨论了不同光物理过程的色散行为及π电子离域程度对非线性光学效应的影响,同时给出计算简并四波混合(DFWM)的非线性光学系数的具体表达式.计算结果表明,三阶非线性光学系数随着环沿一维方向扩展而急剧增加,π-π*电荷转移对多苯稠合物的三阶非线性极化率起主要贡献.

芳香性氨基酸的二次谐波非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)-B3LYP方法在6-31G*基组水平上,对芳香性氨基酸分子体系(Phe,[Phe―H],PheH+,Tyr,[Tyr―H],TyrH+,Trp,[Trp―H]和TrpH+)进行结构优化.在优化所得构型的基础上,利用含时密度泛函理论(TDDFT)-B3LYP在6-31G*基组上计算了它们的激发态性质,并结合态求和方法研究了它们在二次谐波过程中的二阶极化率值.同时讨论了二次谐波非线性光学响应的起源及其产生变化的原因.计算结果表明,相对于中性的氨基酸分子,去质子化和质子化后的氨基酸分子的二阶极化率值都有明显的增加,且符合规律Phe<PheH+<[Phe―H]和Tyr<TyrH+<[Tyr―H].通过对它们电极化起源的分析,我们得到对于中性氨基酸分子,侧链芳香环上的π→π*跃迁对二阶极化率起主要贡献;对去质子化和质子化后的氨基酸分子,吲哚环上的π→π*电荷跃迁和α碳原子相连的氨基和羧基基团内电荷跃迁对二阶极化率起到同样重要的贡献.

扩展卟啉分子的多光子吸收特性

发展关联电子体系的多参考组态相互作用方法,应用态求和的张量方法,计算研究了三种扩展卟啉分子的多光子吸收特性.计算结果表明,通过中间插入噻吩杂环基团,扩展卟啉分子的双光子和三光子吸收峰发生较大红移,对应的吸收截面得到显著的提高,并且三光子吸收截面的增加更为明显;但是由于卟啉环扩大导致分子平面发生扭曲,三光子吸收截面的增大趋势明显减弱.