给体受体共轭型希夫碱的分子第一超极化率的理论研究

采用HF/6-31G(d)//TDHF/6-31G(d)方法研究了给体受体共轭型希夫碱的几何结构和分子的第一超极化率,并与可利用的实验结果进行了比较.研究表明,这类希夫碱具有非平面的结构.另一方面,吸电子基和供电子基的种类,分子的共轭程度,基态与激发态之间的分子内电荷转移及HOMO-LUMO能隙对希夫碱分子的第一超极化率有明显的影响.

1,2,3,4-四氢喹唑啉衍生物的第一超极化率的理论研究

用HF/6-31G(d)方法优化了1,2,3,4-四氢喹唑啉(THQ)衍生物的结构,并进行了频率分析以保证优化的结构是稳定的.利用CPHF/6-31G(d)方法计算了分子的第一超极化率β.通过计算考察和分析了外场频率、苯环上取代基的位置、分子内的电荷转移量、HOMO-LUMO的能隙对分子第一超极化率的影响.结果表明,THQ的6位取代衍生物有相对较大的第一超极化率.本文设计的大部分THQ衍生物分子具有较大的β0/λm ax,它们是热稳定性好、透光性好的二阶NLO材料.

类杂芪染料分子第一超极化率的溶剂效应研究

从实验上证明了反式-(2-N-甲基吡咯基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(MPPSI),反式-(2-吡咯基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(PPSl),反式-(2-呋喃基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(FPSI)和反式-(2-噻吩基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(TPSI)在15种溶剂中的分子第一超极化率(β_(xxx))与给电子取代基的富电子性间的线性关系,得到了β_(xxx)值与溶剂极性间的线性相关性,从以上两个线性相关中得到了溶剂极性影响类杂芪分子给/吸电子取代基的给/吸电子能力的溶剂系数δ_A和δ_D,以及分子内电荷转移对溶剂极性的敏感因子η.

分子第一超极化率的分子结构效应研究

以 (类 )杂芪染料等十种有机分子为例 ,研究了分子结构效应对有机分子第一超极化率的影响规律 .将分子结构效应归为五类 ,即 :正负电荷效应、共轭π -电子数效应、共轭π -原子效应、联接效应和电子给 /受体效应 ,得到了用简单的分子跃迁波数νa 来表示分子结构效应对第一超极化率影响的线性方程组和网状关系图 ,该图不仅反映了每种结构因素对 β值的影响规律及其所能给出的最高第一超极化率 ,更反映了这五种结构因素对第一超极化率的不同影响规律间的关系 ,指出了最能增大第一超极化率的结构因素是正电荷效应 。

二苯醚衍生物的第一超极化率的理论研究

研究的二苯醚衍生物是氧桥Λ型分子,它含有两个D-π-A轴,属于典型的二维电荷转移体系,且它们的βxxx/βyxx<1.我们利用HF/6-31G(d)//TDHF/6-31G(d)方法得到的二苯醚衍生物的第一超额级化率β计算值与可利用的实验值之间存在近似的线性关系.优化得到的此类分子的结构不对称,通过自然键轨道(NBO)分析发现,取代基和桥原子氧对分子的非线性光学性质有一定的影响.需要指出的是,这类分子的βtot在10-29esu左右,但是这类分子的透光性和热稳定性较好.

2D-CrOCl各向异性的力学和电子性质的第一性原理研究

在本文中,我们基于密度泛函理论的第一性原理的方法计算了二维自旋半导体单层CrOCl的机械力学性质,载流子迁移率和应变下的电子性质。各向异性的晶体结构导致单层CrOCl具有各向异性的力学性质和载流子迁移率。单层CrOCl的杨氏弹性模量各向异性比为1.62,泊松比的各向异性比为2.72。我们的结果显示,沿x方向的载流子迁移率远高于沿y方向的,载流子迁移率的各向异性比分别为20.47 (电子)和24.32 (空穴)。当分别沿x和y方向施加−8%~8%的单轴应变时,我们发现单层CrOCl的电子能带结构会发生明显变化,价带顶或导带底的位置会发生改变。我们的工作为未来进一步调控单层CrOCl的光电性质和纳米自旋电子器件方面的应用提供了理论依据。

氮蒽衍生物的分子第一超极化率的理论研究

用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法获得了氮蒽衍生物分子的优化结构和分子第一超极化率.结果表明,在氮蒽的4位取代推电子基,11位取代吸电子基而得到的衍生物有相对较大的第一超极化率.苯环上取代基的种类、HOMO-LUMO的能隙及N1原子上的孤对电子对分子第一超极化率都有较大的影响.另一方面,设计的氮蒽衍生物具有较好的透光性和热稳定性,是一类具有潜在的应用价值的非线性光学材料.

新设计的α-低聚呋喃-碱金属配合物的第一超极化率的理论研究

采用B3LYP/6-31G(d)//BHandHLYP/6-31G(d)方法研究了36个低聚呋喃-碱金属配合物的结构、分子的第一超极化率和其他物理性质.研究结果表明,体系的能隙、R2、极化率、碱金属间的距离、碱金属上的电荷转移以及氧环大小等对体系的第一超极化率有影响.本文的研究结果对设计和合成新型的非线性光学(NLO)材料有一定帮助.

硼氮掺杂富勒烯C_(34)BN的分子第一超极化率理论研究

利用HF/3-21G方法优化了C34BN的17种异构体的结构.通过频率分析考察了优化的结构是否稳定.利用CPHF/3-21G方法计算了体系的第一超极化率.结果表明,C34BN中B和N原子的取代位置、体系的共轭程度、极化率和偶级矩明显地影响体系的第一超极化率.

新设计的碳纳米管锂盐的第一超极化率的理论研究

利用B3LYP/6-31G(d)方法对设计的30个碳纳米管锂盐(Li-CNT)进行了结构优化和频率分析,并采用BHandHLYP/6-31G(d)方法计算了体系的第一超极化率.结果表明,锂原子掺杂的碳管具有较大的第一超极化率.当碳管径适当时,体系的第一超极化率随着管径的增加而增加.碳管的长度、极化率、电子延展广度R2和跃迁能ΔE对体系的第一超极化率β有一定的影响.另一方面,一些体系的分子第一超极化率与双能级模型吻合较好.

新设计的碳纳米锥-碱金属配合物的第一超极化率的理论研究

利用B3LYP/6-31G(d)方法优化了设计的18个碳纳米锥碱金属配合物,通过频率分析证实了它们的稳定性.利用BHandHLYP/6-31G(d)方法计算了分子第一超极化率.研究结果表明,系列C和系列D体系较小的跃迁能和较大的振子强度是它们具有较大第一超极化率的主要原因.系列A,B,C和D体系的分子第一超极化率与双能级模型吻合较好.

含氮和硼掺杂的六元环的非线性光学化合物的几何结构和第一超极化率

采用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法研究了含氮和硼掺杂的六元环非线性光学化合物的优化结构、第一超极化率和其它物理性质.根据计算结果分析和讨论了推/吸电子基团的取代位置和极化率对体系的超极化率的影响.本文的研究结果有助于设计新型的非线性光学材料.

C_(36)富勒烯氮杂环衍生物的分子第一超极化率理论研究

利用HF/3-21G方法对18种C36富勒烯氮杂环衍生物进行了结构优化,并通过频率分析考察了优化的结构是否稳定.利用CPHF/3-21G方法计算了体系的第一超极化率及其它物理性质.计算结果表明,设计的分子属于一维电荷转移体系,然而,其性质与传统的D-π-A体系的性质有许多差异.取代基R为吸电子基以及体系较小的能隙能有效地提高体系的第一超极化率.本文设计的C36氮杂环衍生物的β/λmax较大,是一类非线性光学响应强且透光性好的新型非线性光学材料.

具有大分子第一超极化率的有机发色团的从头算研究

用HF/6-31G方法对设计的14种D-π-A共轭分子进行了几何优化,然后用含时Harteer-Fork(TDHF)方法计算了这些分子的第一超极化率β,并讨论了分子的第一超极化率与分子结构之间的关系.结果表明,具有高度离域的共轭体系及强的吸电子和供电子基团导致分子具有大的第一超极化率.

双氰亚甲基吡喃衍生物分子第一超极化率的理论研究

利用HF／6-31G（d）／／CPHF／6-31G（d）方法研究了双氰亚甲基吡喃衍生物的结构和分子的第一超极化率．根据计算结果讨论了取代基、分子内电荷转移、前线轨道能隙等对设计分子的第一超极化率的影响．计算结果表明设计的双氰亚甲基吡喃衍生物的口最大值高达51．87×10^30m^5／C，具有较高的非线性光学响应，同时分子的电子光谱最大吸收峰均在340～370nm之间．具有较好的透光性，这都说明双氰亚甲基吡喃衍生物是一类具有潜在应用价值的二阶非线性光学材料．

基于三振子耦合模型的手性分子零频第一超极化率

用经典理论方法推导出了适合于三振子耦合模型的手性分子的零频第一超极化率,具体地给出了零频第一超极化率与分子的微观参量之间的关系式,并通过数值模拟的方法分析了分子结构对零频第一超极化率的影响以及三振子耦合模型的零频第一超极化率谱。

新型D-π-A分子的设计及第一超极化率的理论研究

采用HF/6-31G(d)//CPHF/6-31G(d)方法研究了42个设计D-π-A分子的结构、分子的第一超极化率和其它物理性质.研究结果表明,取代基、分子内电荷转移、前线轨道能隙和偶极矩等对设计分子的第一超极化率有影响.本文的研究结果为设计和合成性能优良的有机非线性光学(NLO)材料提供理论指导.

碱土金属类无机碱金属化合物的静态第一超极化率的理论研究（英文）

为设计品优的非线性光学材料,我们把两个碱土金属原子掺杂于(NH2CH3)4形成了碱土金属类无机碱金属化合物--Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca),和已被合成的Li(NH_2CH_3)_4Na类似,Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)的外侧碱土金属的NBO电荷是负值,这说明它们展现出了良好的碱土金属类无机碱金属化合物特征。Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg和Ca)同时还具有相当大的静态第一超极化率(β0),其中最大值为657794(6.58×10~5)au(Be(NH_2CH_3)_4Be)。所有的具有碱土金属类无机碱金属化合物特征的Be(NH_2CH_3)_4M(M=Be,Mg,和Ca)比具有无机碱金属化合物特征的Li(NH_2CH_3)_4M'(M'=Li,Na和K)有更大的β_0值。这些说明对于增加非线性光学响应来说,碱土金属原子掺杂是一种品优的方式。

半花菁衍生物分子第一超极化率频率色散效应的理论研究

采用含时耦合微扰(TDHF)和多态求和(SOS)方法计算了半花菁衍生物分子生色团4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methyl stilbazolium(DAS)的第一超极化率频率色散效应.采用组态相关(INDO/CI)方法计算了分子的前线轨道性质.计算结果表明半花菁衍生物分子最大吸收波长约为480 nm,与实验结果十分吻合;第一激发态对体系非线性光学性质起决定作用.在红外波段(800～2500 nm),随着基频光频率的增大,二次谐波β(-2ω;ω,ω)和电光效应β(-ω;ω,0)都随之增大,但是β(-2ω;ω,ω)增加的幅度要大于β(-ω;ω,0).在远红外区β(-2ω;ω,ω)的色散曲线变化比较平缓,到了近红外区(λ＜1300 nm)共振增强效应逐渐明显.基频光波长为1064nm时,β(-2ω;ω,ω)的含时耦合微扰计算值约为(380±5)×10-30 esu.在较高频率时,采用多态求和方法计算应考虑其他态的贡献.此外,还讨论了基组效应对含时耦合微扰计算的影响.