文档介绍：匦南京坪勉夫掌有机非线性光学材料的理论分子设硕士学位论丈计索取寸:盟当上盟竖一密:盆作者系:指导教;『学科专业下娟娟化学与环境科学学院朱小蕾教授物理化学院
摘要难苌铩U饬嚼喾肿拥墓餐氐闶侵缓幸桓鯠—狝轴。;它的基态与激发态间的电荷转移子衍生物来说,在苯并杂环中的苯环上的灰肭课缱踊尤其是能与苯环四氢喹唑啉衍生物的共轭体系有利于提高#枰恢担壕」鼙讲⒃踊诽逑抵性踊有机非线性光学材料是近年来的研究热点。其中利用量子计算来预测有机材料的非线性光学性质是一个很好的研究方法。本论文中我们用—///椒ù臃肿由杓频慕嵌认晗秆芯苛肆嚼喾窍咝怨庋材料的分子:一维和二维电荷转移分子。一维电荷转移体系的研究包括两类分子:希夫碱和,凰那忄蜻我们发现,取代基的种类和位置对希夫碱的第一超极化率有很大影响;由于量在整个分子的电荷转移量中所占的比例最大,是主要的电荷接受体,△隓值成反比关系,,,凰那忄蜻分共轭的吸电子基梢悦飨缘卦黾臃肿拥牡谝怀ɑ剩皇实钡卦龃,,的作用等价于胺基的作用,但是杂环上两个氮原子上的氢原子可以形成分子间氢键,有利于分子堆砌成非中心对称的晶体,并提高材料的热稳定性。对于二维电荷转移体系,,属于典型的二维电荷转移体系,且它们的。/。。通过自然键轨道分析发现,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!C飨员纫晃绾勺R品肿拥腂。小,但是我们研究的二维电荷转移分子的透光性和热稳定性较好。关键词:非线性光学,第一超极化率,/疶
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日舀性光学效应的作用也越来越重要。比如说,倍频喑贫涡巢ú琒应可把由半导体激光器射出的近红外激光变为深蓝色激光,这就能使光盘的信息上世纪年代中期,有机非线性材料作为无机非线性材料的替代物开始诞生,由于有机非线性材料有以下特点:非线性极化率大;非线性光学效应强,非常数小;有机材料种类多、结构多样化、制造方法多样,可满足多种需求。因而人们常常用气体取向模型来把分子的非线性光学性质与其相应的宏观性质相关但是合成和表征一种新的化合物是一项缓慢又困难的工作,而理论研究可以—蟐—近年来,随着光通讯、光电子学和光信息处理等实用领域的飞速发展,非线存储容量得到极大的提高;利用混频、电光、光学参量振荡和放大等效应可制造出诸如混频器、光调制器、光开关、光信息存储器、光限制器等进行光信息和图象处理的重要元器件;三阶非线性光学的受激拉曼散射屑ǜ叩淖;恍率。线性响应速度快左右还馑疸兄蹈撸挥τ貌ǘ慰怼⒌退鸷奈眨唤榈受到各国学者的重视,有机非线性材料也获得了很大的发展。而有机体系是由无净电荷或仅有弱分子间作用的肿踊蚓酆衔单元组成,联。在此模型中,有机物质的非线性光学性质主要由分子单元的非线性所决定。因而,对微观非线性的来源和分子结构之间的关系研究就至关重要了。也只有当这些基本性质都搞清楚之后,我们才能够通过分子工程学原理来优化材料的宏观非线性光学行为。而在讨论非线性光学性质时,分子在外加电场的作用下的极化可以用泰勒级数展开来描述,其系数蚘构成了二阶和三阶非线性光学相互作用的分子来源。究竟具有什么样的分子结构的有机材料才有可能开发出有高性能的非线性特性呢饩褪欠窍咝怨庋Р牧戏肿由杓频哪谌荨6肿由杓浦饕S辛街址椒ǎ一是通过理论计算来预测分子的各种物理性质:另一种是通过实验来归纳演绎提出一般规律。为合成具有较大非线性光学潜力的化合物提供可行的方向。事实上,利用量子化Ⅱ
量事实显示,这是寻找新型化合物的一个有力工具。而且随着计算机技术的发展研究体系。这一类型的分子中我们选取了希夫碱、,那忄蜻的衍生物作为我们分子设计的目标。这两类分子的共同特点是只有一个给体这是这类希夫碱分子具有较大第一超极化率的重要原因。随着两个苯环二面角的减小,第一超极化率。。值增大。改变目标分子两边基团和的种类,发现线性光学材料分子最大吸收波长在之间的要求。另外我们惊讶地发,四氢喹唑啉难苌铮且焕嗔1讲⒃踊返难苌铩T踊学程序,对线性或非线性已经合成或未合成的化合物都可以进行计算或设计,大和量子化学计算方法的成熟,半经验方法的不精确性将会显得越来越突出,而精确的从头算理论计算方法研究在预测新兴材料方面的作用将会越来越重要。为了找出可靠的计算方法和基组,我们将各种方法得出的计算值与实验值进行了对比。最后发现/疶—方法计算得到的偶极矩⒓化率谝怀ɑ⒌诙ɑ蕐与对应的实验值有较好的相关性,因而,这种方法可以有效地预测有机材料的非线性光学性质。由于三阶非线性光学效应的应用还较少,我们主要研究二阶非线性光学效应。有机分子的种类繁多,分子只要没有对称中心就具有二阶非线性光学性质。一维电荷转移分子具有