文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
有机非线性材料的分子设计及其尺寸效应对光谱影响的研究
姓名:张雯
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:朱大庆
20061110
摘要
随着纳米技术的发展,人们在无机材料领域已发现其纳米材料由于尺寸效应引起
的非线性增强效应。对于有机非线性材料,由于其独特的分子结构,表现出无机材料
所不能及的三阶光学非线性效应。共轭有机分子结构中含有共轭π键,存在着π电子
转移,从而表现出大的分子二阶超极化率,直接影响化合物的三阶非线性系数。分析
有机非线性材料的尺寸效应对光谱的影响,从而进一步研究有机纳米材料的非线性增
强效应有重要意义。
本文首先在无机材料尺寸效应的理论基础上,通过对比有机分子与无机分子的能
级跃迁图,得出有机分子的电荷转移态与无机分子的表面受陷态具有类似的性质。因
此我们推断,有机材料随着粒径的变化同样可能存在尺寸效应。
然后,本文根据有机非线性分子的设计规则,合成出一种电子受体-π电子桥-
电子受体(A-π-A)型有机小分子 2,7-二乙烯吡啶基-9,9'-二乙基芴、一种电子给
体-π电子桥-电子给体(D-π-D)型有机小分子 2,7-二乙烯三苯胺基-9,9'-二乙
基芴和一种有机聚合物聚乙炔二茂铁。利用二次沉淀法制备出三种有机分子不同粒径
的纳米微粒,通过改变时间、浓度、温度、表面活性剂等实验条件分析这些因素对纳
米微粒粒度的影响,发现缩短放置时间、减少有机稀溶液的注入量、升高放置温度、
加入表面活性剂可以得到小粒度,低分散度的纳米微粒。
最后着重分析了三种纳米有机分子的尺寸效应对线性光谱的影响。从紫外-可见
光谱图和荧光光谱图中得出,两种有机小分子的纳米微粒体系相对于其有机溶液体系
出现了新的电荷转移激子峰,且随着分子的聚集越发明显。这可能是相邻两个有机小
分子形成重叠,分子间电荷转移占据优势,从而使电荷转移激子峰突显出来。对于主
链较长、侧链较大的聚乙炔二茂铁,在其光谱中没有观察到新的电荷转移激子峰。
本文的核心是研究有机非线性材料的尺寸效应对其线性光谱的影响,目的是为进
一步分析有机非线性材料的尺寸效应,从而研究和应用其非线性增强性质。
关键词:有机非线性材料尺寸效应电荷转移激子二次沉淀法光谱
I
Abstract
With the development of nano-technology, the increased the nonlinear effect of
anic nanoparticles had been found. anic materials, nonlinear es from π
electron transformation. To analyze the influence anic material size effect, we can
research the nonlinear increasing effect anic materials.
Firstly, the size effect theory of anic materials was discussed. We found that the
charge transfer state anic molecules is similar to the surface trap state of anic
molecules. Hence, we deduced that anic materials have size effect with the change of
their size.
Secondly, anic molecules according to the design rules anic nonlinear
molecule were synthesized. anic molecules are 2, 7-divinylpyridine-9, 9'-diethlfluorene,
2, 7-divinyltriphenylamine-9, 9'-diethlfluorene,
polyalkynylferrocene. Then, nanoparticles were prepared with a reprecipitation method and
tested. We found that the nanoparticles with small size and lower poly-dispersion index can be
prepared though shortening deposited t