螺旋共轭分子2,2′-螺二茚-1,1′, 3,3′-四酮及其衍生物的二阶非线性光学性质与分子结构关系的研究

采用AM1和ZINDO系列方法研究了螺旋共轭分子2,2′-螺二茚-1,1′, 3,3′-四酮及其含氮衍生物的几何构型和各分子的稳定构型, 并以稳定构型为基础, 计算了这些分子的电子光谱、二阶非线性光学系数βμ, β0及电荷转移, 考察了取代基变化对βμ的影响. 计算结果表明, 所设计分子兼具较大的二阶非线性光学系数和较高的透过率, 有希望成为一类新型的二阶非线性光学材料.     

螺旋共轭分子2，2‘—螺二茚—1，1’,3,3‘—四酮及其衍生物的二阶非线性光学性质与分子结构关系的研究

采用AM1和ZINDO系列方法研究了螺旋共轭分子2，2‘-螺二茚－1，1‘,3,3‘-四酮及其含氮衍生物的几何构型和各分子的稳定构型，并以稳定构型为基础，计算了这些分子的电子光谱、二阶非线性光学系数βμ，β0为电荷转移，考察了取代堪变化对βμ的影响。计算结果表明，所设计分子兼具较大的二阶非线性光学系数和较高的透过率，有希望成为一类新型的二阶非线性光学材料。     

由螺旋原子连接的系列立体交叉型分子的光谱与二阶非线性光学性质

用AM1和ZINDO系列方法研究了以螺原子连接的立体交叉型分子的几何构型,研 究了各分子的稳定构型并以稳定构型为基础,计算了这些分子的电子光谱,二阶非 线性光学系数β_μ, β_0,考察了取代基变化对β_μ的影响。计算结果表明所设 计分子兼具较大的二阶非线性光学系数和较高的透过率,有希望成为一类新型的二 阶非线性光学材料。     

C59(C6H4CH3)N的结构、UV-VIS光谱、NMR谱以及非线性光学性质的理论研究

用ＩＮＤＯ 系列方法对由（Ｃ５９Ｎ）２和甲苯合成的衍生物Ｃ５９ （Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ进行了理论研究,得到了分子的稳定构型,表明Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ具有Ｃｓ对称性。以优化构型为基础讨论了分子的ＵＶ－ＶＩＳ光谱、ＮＭＲ谱,结果与实验符合得很好。还计算了Ｃ５９－（Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ的二阶非线性光学系数βμ,结果表明这种分子具有较大的二阶非线性光学系数。     

C59（C6H4CH3）N的结构,UV—VIS光谱,NMR谱以及非线性光学性质的理论 …

用ＩＮＤＯ系列方法对由（Ｃ５９Ｎ）２和甲苯合成的衍生物Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ进行了理论研究，得到了分子的稳定构型，表明Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ具有Ｃｓ对称性。以优化构型为基础讨论了分子的ＵＶ－ＶＩＳ光谱、ＮＭＲ谱，结果瑟实验符合得很好。还计算了Ｃ５９－（Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）Ｎ的二阶非线性光学系数βμ，结果表明这种分子具有较大的二阶非线性光学系数。     

C~6~0-TTF及其衍生物的二阶非线性光学性质的理 论研究

采用ZINDO系列方法优化了环状桥联的C~6~0-TTF分子及其6个衍生物的几何构型,研究了各分子的稳定构型并以稳定构型为基础,计算了这些分子的电子光谱,二阶非线性光学系数β~μ,β~0,及激发态电荷转移,考察了取代基变化对β~μ的影响,并对上述结果在微观上给予了解释。     

C~6~0-TTF及其衍生物的二阶非线性光学性质的理 论研究

采用ZINDO系列方法优化了环状桥联的C~6~0-TTF分子及其6个衍生物的几何构型,研究了各分子的稳定构型并以稳定构型为基础,计算了这些分子的电子光谱,二阶非线性光学系数β~μ,β~0,及激发态电荷转移,考察了取代基变化对β~μ的影响,并对上述结果在微观上给予了解释。     

C59（C6H4OCH3）N的结构,光谱和二阶非线性光学性质的理？…

用ＩＮＤＯ系列方法对由（Ｃ５９Ｎ）２和苯甲醚合成的衍生物Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ进行了理论研究,得到了分子的稳定构型。结果表明,Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ具有Ｃｓ对称性,以优化构型为基础讨论了分子的ＵＶ－Ｖｉｓ光谱、ＮＭＲ谱线数,结果与实验符合得很好,本文还计算了Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ的二阶非线性光学系数βμ,结果表明这种物质具有较大的二阶非线性光学系数。     

苯并五元杂环系列分子的结构与非线性光学性质

采用AM1方法优化分子构型，用ZINDO方法研究了氨基，硝基取代的2－苯基苯并噻唑系列分子的光谱，并在此基础上用自编程序计算了这些分子的二阶非线性光学系数，对取代2－苯基苯并噻唑系列分子的二阶非线性光学系数的影响因素进行了探讨，并在微观上给予解释。     

巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

利用量子化学半经验AM1和ZINDO方法研究了巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的结构规律和光谱性质.以全自由度优化几何构型为基础,计算了化合物的电子光谱.对电子跃迁进行了指认,分析了光谱红移的原因,两类化合物在400 nm以上均产生非C60特征吸收.同时用INDO/CI-SOS方法计算了所设计的体系的二阶非线性光学系数βμ,其中βμ最大可达402.3×1030 esu.体系具有A-D-A结构,其共轭性对光谱和二阶非线性光学系数有较大影响,共轭程度越高,体系的βμ值越大,而λmax红移.与巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物比较,相应的硫代巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的βμ值较大.     

新型双重电荷转移分子的二阶非线性光学性质的 理论研究

以INDO/SCI方法为基础,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β~i~j~k和β~μ的程序。研究了1,2-二氨基-4,5-二硝基苯1和其异构体1,3-二氨基-4,6-二硝基苯2的电子光谱和二阶非线性光学性质。计算表明分子1具有与分子2几乎相等的二阶非线性极化率。但由于分子1的偶极矩明显大于分子2的,故分子1的μβ值比分子2的μβ值大的多。在此基础上,研究了2,3-二(β-苯乙烯基)-5,6-二氰基吡嗪和2,3-二(β-噻吩乙烯基)-5,6-二氰基吡嗪和2,3-二(β-噻吩乙烯基)-5,6二氰基吡嗪衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质。结果表明,这些化合物均具有两个相距很近的强吸收峰,它们对β值的呈加和模式。由于这类化合物特征吸收峰均位于413nm以下且具有大的μβ值,所以,它们是一类很有前途的二阶非线性光学候选材料。     

取代硅烷系列分子二阶非线性光学性质的ZINDO-SOS研究

在ZINDO方法基础上, 按完全态求和(SOS)公式, 自编了计算分子二阶非线性光学系数βijk的程序, 考察了取代硅烷分子中与硅原子相连的苯环上取代基的变化及链长变化对分子二阶非线性光学的影响, 重点研究了(CH3)3Si基团的性质, 对计算结果所反映的规律性在微观上给予了解释。     

5,12-二硫杂-7,14-二氮杂-5,7,12,14-四氢并五苯及其相关化合物二阶非线性光学性质的理论研究

在ZINDO方法基础上,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β_ijk、β_u的程序.研究了不同取代基在5,12-二硫杂-7,14-二氮杂-5,7,12,14-四氢并五苯侧环取代衍生物及相关化合物的结构、光谱和二阶非线性光学性质。结果表明:侧环上取代推、拉电于基团对增大二阶光学非线性都有利;分子共平面,共轭作用强,对增大二阶光学非线性有利.     

螺旋共轭化合物的结构光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

用ＡＭ１和ＩＮＤＯ／ＣＩ方法研究了螺旋共轭化合物（ｎ＝１～５）的结构和电子光谱,并在此基础上,用完全态求和公式（ＳＯＳ）自编程序计算了二阶非线性光学系数,从理论上研究了１,４－环己二烯环数增加时对二阶非线性光学性质的影响     

含Pt配合物电子结构和非线性光学性质的TDDFT研究

利用含时密度泛函理论(TDDFT)对trans-(PEt3)2Pt(X)(p-Ph-NO2)的有机金属配合物进行结构优化, 并计算了电子光谱和二阶非线性光学(NLO)性质, 结果表明在1064 nm光场下, 2个分子的共振效应很强, 在远离共振的1907nm的下, 分子的一阶超极化率是尿素的40倍左右。     

N-取代吩噻嗪衍生物分子的结构和二阶非线性光学性质的理论研究

在ZINDO方法基础上, 按完全态求和(SOS)公式, 编制了计算分子二阶非线性光学系数βijk的程序。研究了各种取代基在吩噻嗪的氮上取代后衍生物的结构和二阶非线性光学系数。结论是N上取代推电子基对增大二阶光学非线性有利, N上取代吸电子基对增大二阶光学非线性不利。扩大共轭范围对增大二阶光学非线性有利。对上述结果在微观上给予了解释。     

三聚咔唑为中心的准八极矩分子二阶NLO性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法,对一系列以三聚咔唑为中心核的准八极矩分子的几何结构进行优化,在所得优化结构的基础上,结合有限场方法(FF)和含时密度泛函理论(TD-DFT)探讨了体系的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱。结果表明,研究分子的极化率(α)及二阶NLO系数(β)随着取代基吸电子能力的增强而增大。当研究分子以三氰基苯乙烯为受体,碳-碳双键为共轭桥时,显示了较大的二阶NLO系数和良好透光性的优化,说明准八极矩分子内多重电荷转移可以有效地解决"非线性-透光性"矛盾。该系列分子在非线性材料领域中有望成为具有良好应用价值的候选分子。     

物质材料的结构预测和光物理性能模拟

具有良好性能的非线性光学材料的成功设计,关键问题在于材料晶体结构和分子结构的可信和有效的预测结果,继而对获得结构信息的材料开展光物理性能计算模拟,这种结构预测与性能模拟结合的方法,为新材料的成功制备创出一条又省时又经济的路子。本文中,我们使用Oganov等发展的全局搜索进化算法的晶体结构预测工具(USPEX软件),成功地预测具有中远红外区透过的二阶非线性光学材料Ba2BiInS5的晶体结构;介绍应用DFT方法优化和预测内嵌富勒烯C2@Sc4@C80-Ih和Sc4C2@C80-Ih分子结构。在结构预测和优化基础上,应用基于态叠加原理(SOS)自行创建的BGP软件与计算激发态性质的软件结合,计算模拟分子晶体、纳米结构分子、生物蛋白分子等体系频率相关和态相关的非线性光学性质(包括不同光学过程的二阶、三阶极化率以及双光子、三光子吸收截面)。此外,还报道了利用固体能带理论与反谐振子模型结合,计算模拟部分离子晶体的二阶和三阶非线性光学性质。