有机共轭分子的结构和二阶非线性光学活性

化合物的二阶非线性光学活性与其分子结构关系密切。本文分析了具有非线性光学性质的有机共轭分子的基本结构类型,总结了分子结构、共轭链链长、取代基的电子性质、颜色效应等因素对有机共轭分子二阶非线性光学性质的影响。分析了有机二阶非线性光学材料研究的现状及发展趋势。     

有机共轭分分子的结构和二阶非线性光学活性

化合物的二阶非线性光学活性与其分子结构关系密切．本文分析了具有非 线性光学性质的有机共轭分子的基本结构类型,总结了分子结构、共轭链链长、取代 基的电子性质、颜色效应等因素对有机共轭分子二阶非线性光学性质的影响．分析 了有机二阶非线性光学材料研究的现状及发展趋势．     

D—A共轭π电子化合物非线性光学性质的分子设计研究

研究了Ｄ－Ａ共轭π电子化合物的分子结构、非线性极化率以及与结构的关系等，解释了这类体系具有较大非线性光学系数的微观机制．结果表明，共轭π电子化合物的结构、跃迁能以及基态与激发态的电荷转移均对非线性光学系数有较大影响．通过在共轭体系两端连接强拉电子集团可以设计出具有很大二阶及三阶非线性极化率的化合物．这种结构优化可能对非线性光学材料的分子设计有一定实际意义     

二氰基三维苯多烯共轭化合物电子光谱及非线性光学性质的INDO/SOS研究

以量子化学半经验AM1方法优化几何构型为基础,应用INDO/ CI方法对几种D-π-A型二氰基三维苯多烯及其脂环化合物的垂直跃迁能进行了计算,同时应用完全态求和(SOS)公式计算了二阶非线性光学(NLO)系数β.讨论了体系的共轭性、烯链链长变化及烯链脂环化对共轭体系结构和电子光谱的影响.结果表明:随着共轭链长度增加共轭程度增大,体系β值增大,λmax红移;烯链的脂环化使β值变小,而λmax蓝移.     

三氰呋喃苯多烯共轭化合物电子结构对电子光谱及二阶非线性光学性质的影响

以量子化学半经验AM1方法优化几何构型为基础,应用INDO/CI方法对几种具有三维结构的三氰呋喃苯多烯及其脂环化化合物进行电子光谱计算,同时应用完全态求和(SOS)公式计算二阶非线性光学(NLO)系数β.探讨了共轭烯链的长度变化及脂环化对共轭体系电子光谱和β的影响.结果表明,随着共轭链长度增加共轭程度越高,体系β值增大,而λmax红移;烯链的脂环化使β值变小,而λmax变化不大,多烯的脂环化对体系的电子光谱和NLO性质影响不大.     

1-(4-溴苯)-5-苯基-2,4-戊二烯-1-酮的二阶非线性光学性质研究

合成了二阶非线性光学材料 1 ( 4 溴苯基 ) 5 苯基 2 ,4 戊二烯 1 酮 (BPDDO) ,通过测试发现BPDDO具有良好的SHG响应和较好的透光性 ,优化了分子的二阶非线性光学系数 /透光性之比 .通过从头算的方法研究了分子的β值 ,得知分子母体 1,5 二苯基 2 ,4 戊二烯 1酮中较大的共轭链导致了较大的分子的 β值 ,而羰基切断了共轭链 ,可以有效的优化材料的透光性 .     

推、拉电子基团对水杨醛缩苯胺及其衍生物分子的电子结构和非线性光学性质的影响

采用量子化学半经验FF/ PM3方法,讨论了水杨醛缩苯胺分子中两个苯环的对位被推、拉电子基团取代后,体系电子结构和非线性光学性质的变化.考察了分子的电子结构对非线性光学性质影响的微观本质,结果表明:得到的具有配体-共轭桥键-受体型结构的水杨醛缩苯胺分子显示了良好的非线性光学性质.     

分子非线性光学性质的量子化学研究

非线性光学是研究介质在强光作用下产生的非线性光学现象及其应用.以有机非线性光学材料苯并噻唑衍生物和花青苷衍生物共6个分子为代表,根据密度泛函理论优化其分子结构,从而得到它们稳定的分子构型,通过分析键长键角、共轭链长度、轨道图像、跃迁能振子其强度以及二阶非线性光学系数Btol值等数据,得出Btol正比于跃迁偶极距,反比于跃迁能,所以增加的跃迁偶极距和红移的光谱吸收峰会导致Btol增大.     

非线性光学材料及其分子设计和聚集态设计述评

在介绍非线性光学材料的类别的同时,以“电荷转移”理论为依据,对二阶非线性光学材料和三阶非线性光学材料的分子结构与性能的关系以及分子设计原则作了评述,并比较了有机晶体、金属有机和高分子材料各自的非线性光学性质及结构特点,讨论了二阶非线性光学材料的聚集态设计 。     

苯乙烯基噻吩D-π-A分子的二阶非线性光学性质的理论研究

以量子化学半经验AMl方法在优化几何结构的基础上，采用INDO/SOS方法，对几种三氰乙烯基为拉电子基团、苯乙烯基噻吩为共轭桥D—π—A型分子电子结构、光谱和非线性光学系数进行了计算，结果表明，噻吩环可以极大地提高分子的二阶非线性光学系数，同时探讨了分子电子结构对电子光谱及非线性光学性质影响的微观本质。     

Control of conformational and interpolymer effects in conjugated polymers.

The role of conjugated polymers in emerging electronic, sensor and display technologies is rapidly expanding. In spite of extensive investigations, the intrinsic spectroscopic properties of conjugated polymers in precise conformational and spatial arrangements have remained elusive. The difficulties of obtaining such information are endemic to polymers, which often resist assembly into single crystals or organized structures owing to entropic and polydispersity considerations. Here we show that the conformation of individual polymers and interpolymer interactions in conjugated polymers can be controlled through the use of designed surfactant poly(p-phenylene-ethynylene) Langmuir films. We show that by mechanically inducing reversible conformational changes of these Langmuir monolayers, we can obtain the precise interrelationship of the intrinsic optical properties of a conjugated polymer and a single chain's conformation and/or interpolymer interactions. This method for controlling the structure of conjugated polymers and establishing their intrinsic spectroscopic properties should permit a more comprehensive understanding of fluorescent conjugated materials.     

配位聚合物的设计合成与性质研究

综述了近年来国际上较为活跃的研究领域,配位聚合物以高新技术为背景的光、电、磁性质等方面取得的重要进展。根据配位聚合物的研究状况并结合本研究组的近期工作,分析讨论了配位聚合物的分子设计和组装,及其组成-结构-性能关系。     

A novel high-efficiency crystal/polymer composite material for nonlinear optics

FOR practical applications in optoelectronic devices, nonlinear optical materials should ideally combine appropriate optical properties (that is, a nonlinear response to an electric field, characterized by second-harmonic generation) with the mechanical properties, such as strength and rigidity, required for ease of processibility. As reported here, we have developed a new class of material that combines these attributes, by growing aligned crystals of an optically nonlinear organic compound in a transparent polymer matrix. The host conveys desirable mechanical characteristics to the otherwise fragile organic crystals. The composites are transparent and non-scattering, with a refractive index that can be varied by modification of the polymer host. Given, in addition, the high chemical stability of these materials, we believe that they will have an important part to play in the development of optoelectronic devices.     

ZnO纳米线的三阶非线性光学性质

用微乳液法制备ZnO纳米线, 对材料的形貌和结构进行透射电镜表征和Raman光谱表征, 并设计超短脉冲Z扫描实验, 研究ZnO纳米线的三阶非线性光学特性. 结果表明：制备的材料尺寸均一、结晶良好, 具有较好的紫外区激子发光特性; ZnO纳米线三阶非线性光学折射率为正值, 其三阶非线性光学极化率比体相ZnO高约3个数量级. 因此制备的ZnO纳米线材料具有较好的光学和非线性光学性质.     

ZnO纳米线的三阶非线性光学性质

用微乳液法制备ZnO纳米线, 对材料的形貌和结构进行透射电镜表征和Raman光谱表征, 并设计超短脉冲Z扫描实验, 研究ZnO纳米线的三阶非线性光学特性. 结果表明：制备的材料尺寸均一、结晶良好, 具有较好的紫外区激子发光特性; ZnO纳米线三阶非线性光学折射率为正值, 其三阶非线性光学极化率比体相ZnO高约3个数量级. 因此制备的ZnO纳米线材料具有较好的光学和非线性光学性质.     

Collapse of stiff conjugated polymers with chemical defects into ordered, cylindrical conformations

The optical, electronic and mechanical properties of synthetic and biological materials consisting of polymer chains depend sensitively on the conformation adopted by these chains. The range of conformations available to such systems has accordingly been of intense fundamental as well as practical interest, and distinct conformational classes have been predicted, depending on the stiffness of the polymer chains and the strength of attractive interactions between segments within a chain. For example, flexible polymers should adopt highly disordered conformations resembling either a random coil or, in the presence of strong intrachain attractions, a so-called 'molten globule'. Stiff polymers with strong intrachain interactions, in contrast, are expected to collapse into conformations with long-range order, in the shape of toroids or rod-like structures. Here we use computer simulations to show that the anisotropy distribution obtained from polarization spectroscopy measurements on individual poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyl)oxy-1,4-phenylenevinylene] polymer molecules is consistent with this prototypical stiff conjugated polymer adopting a highly ordered, collapsed conformation that cannot be correlated with ideal toroid or rod structures. We find that the presence of so-called 'tetrahedral chemical defects', where conjugated carbon-carbon links are replaced by tetrahedral links, divides the polymer chain into structurally identifiable quasi-straight segments that allow the molecule to adopt cylindrical conformations. Indeed, highly ordered, cylindrical conformations may be a critical factor in dictating the extraordinary photophysical properties of conjugated polymers, including highly efficient intramolecular energy transfer and significant local optical anisotropy in thin films.     

新颖深紫外二阶非线性光学材料的研究进展

深紫外非线性光学晶体在光刻、微加工及高分辨光电能谱仪等领域有重要的应用．本文将深紫外非线性光学材料按其结构基元的几何特点分为π共轭体系(硼酸盐、碳酸盐和硝酸盐)和非π共轭体系(磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐)2大类，并总结和讨论了各类材料的晶体结构、线性和二阶非线性光学性能以及设计合成策略．希望能为探索新一代深紫外非线性光学材料提供有益的帮助．      

感光性可溶共轭聚合物聚对苯的合成

利用反应性高分子的取代反应,合成了含肉桂酸酯侧基的新型感光性共轭聚合物．首先用无水三氯化铁作氧化剂,利用氧化聚合法合成可溶性聚对苯——聚(1,4-二(4-氯丁氧基))苯,然后与肉桂酸钾进行高分子反应,合成了所设计的感光性共轭聚合物．采用FT-IR,UV-VIS,NMR,TGA和荧光光谱对聚合物的化学结构和性能进行了测试．聚合物在氯仿、THF、DMSO等溶剂中溶解性较好,在紫外光辐照下聚合物薄膜可进行交联反应。     

二茂铁基非线性光学材料研究进展

二茂铁衍生物由于具有独特的双环夹心结构和高度的电子离域特点,使其具有优良的非线性光学效应、氧化还原可逆性和特殊稳定性等.文中从结构和性能等方面介绍二茂铁基新型金属有机材料的研究现状,着重介绍电化学和非线性光学活性的二茂铁衍生物的研究进展.引用二茂铁在电化学和非线性光学发展史上具有代表性的论文,旨在帮助读者了解二茂铁功能材料的研究进展,把握其前沿动态.     

7-羟基-4-甲基香豆素的二阶NLO性质对晶体结构的依赖性

研究了7种香豆素衍生物的二阶非线性光学性质，在理论和实验上分析了7-羟基4-甲基香豆素的二阶非线性光学性质对晶体结构的依赖性，表明这是一类热稳定性高、透光性好的化合物，分子在晶体中的趋向对二阶非线性光学响应有重要影响，改良其晶体结构是提高这类材料综合性能的主要手段．