含氟炔基三苯液晶分子太赫兹吸收的计算模拟研究

以密度泛函理论为基础,利用Gaussian09程序包,通过Opt+Freq优化类型,以B3LYP/6-311g基组对10种不同数目及不同位置部分氟代的4-丁基-4’-[(4-丁基苯)乙炔]联苯液晶衍生物分子进行数值计算,根据氟原子的置换位置和数目对这些分子在太赫兹波段的光吸收情况进行了对比分析。结果表明,在太赫兹频段,氟原子置换的位置和数目会显著影响分子内其它官能团的吸收位置和强度。其中苯环内的C-H吸收会因为苯环上氟原子置换数目增加而减少,苯环上双氟原子的增加导致烷烃的吸收峰强度发生变化;对于炔烃,氟原子的置换会通过改变其偶极矩从而产生较强的吸收峰值。计算结果在分子官能团的吸收方面与文献报道的实验测量结果吻合得相当好。根据现有文献报道,作者还对比分析了0.3~3THz范围计算结果与相关文献的实验数据。总之,计算模拟结果能够较好地反应分子材料对太赫兹波的吸收状况,可为相关液晶分子的设计与合成提供参考。

烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收

基于密度泛函理论,利用Gaussian09程序包,通过Opt+Freq优化结构,以B3LYP/6-311g基组对4-(trans-4-n-alkylcyclohexyl) isothiocyanatobenzenes (CHBT) 16种液晶分子在0.1—5.0 THz波段的吸收进行研究,提出了通过考察分子转动惯量和质量重心偏移对太赫兹吸收的影响方法.计算结果表明,随着分子烷基链上碳原子数目增加,分子的转动惯量和重心的偏移将对太赫兹波的吸收产生影响.在0.1—5.0 THz波段, 3—7个碳原子的分子吸收相对较强.以此为参照,减少和增加烷基链上的碳原子数目都会降低分子对太赫兹波的吸收.在0.3—3.0 THz范围内,将计算结果与10种有实验数据的分子进行了对比.结果发现,低频波段计算结果与实验测量相比存在差异,其中吸收峰位置的差异可能来源于氢键.比较吸收强度的相对大小值,发现实验测量与计算结果较为一致,表明吸收强度来源于偶极子振动、转动吸收,展现了计算模拟的积极意义.研究结果可对相关分子的设计与合成提供有用的建议.