C60异噁唑环衍生物的结构、电子光谱和非线性光学性质的研究

应用半经验AM1量子化学方法研究了8种C60异噁唑环衍生物的结构,以AM1优化几何构型为基础,用ZINDO/CIS方法计算了目标分子的电子光谱.结果表明,异噁唑环的引入导致HOMO与LUMO间的能级差减小, C60母体与加成基团之间存在分子内电荷转移.计算所得电子光谱值与实验结果较吻合,几种化合物在400nm以上均产生非C60特征吸收峰,这些峰是电荷从加成基团向C60部分转移产生的.用FF/AM1方法计算了分子非线性光学系数α、β、γ值,在所得计算结果上推测了影响体系非线性光学系数效应的因素.     

C72O3的结构和光谱的理论研究

采用AM 1方法理论研究了C70 五元环酸酐衍生物C72 O3 的 8种可能异构体的结构和稳定性 ;以各异构体稳定构型为基础 ,分别用AM 1和ZINDO/CI方法计算了它们的振动光谱和电子光谱。结果表明 ,酸酐基团—C2 O3 主要加成在CⅠ CⅡ(异构体A)和CⅢ CⅢ(异构体B)键上形成闭环结构 ,异构体B的稳定性与实验已证实存在的异构体A十分相近 ;异构体A的振动光谱理论计算值与实验值符合较好 ,B的振动光谱理论计算值与A相似 ;对C72 O3 各异构体的电子跃迁进行了理论指认 ,讨论了其电子光谱的红移现象 ;其他异构体的振动和电子光谱属于理论预测。     

DFT研究给/吸电子取代基对D-π-A型苯并噻唑衍生物光电性质及非线性光学性质的影响

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法计算了苯并噻唑及其三种D-π-A型衍生物的电子结构、电子光谱及重组能,同时结合有限场(FF)方法计算了它们的二阶非线性光学系数βtol值,从而探索取代基与分子的电荷分布、电子光谱及非线性光学性质的关系.计算结果显示,在母体分子的2,5位同时引入给/吸电子基团,2位碳原子的电荷布居发生较大变化,且分子的HOMO能级升高,LUMO能级降低,能隙减小,吸收和发射光谱发生显著的红移,增大了二阶非线性光学系数βtol.随着取代基吸电子能力的增强,分子的电子重组能逐渐变大,而空穴重组能的变化却不大,同时分子的偶极矩有所增加,有利于产生二阶非线性光学活性.     

DFT研究给/吸电子取代基对D-π-A型苯并噻唑衍生物光电性质及非线性光学性质的影响

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法计算了苯并噻唑及其三种D-π-A型衍生物的电子结构、电子光谱及重组能,同时结合有限场(FF)方法计算了它们的二阶非线性光学系数βtol值,从而探索取代基与分子的电荷分布、电子光谱及非线性光学性质的关系。计算结果显示,在母体分子的2,5位同时引入给/吸电子基团,2位碳原子的电荷布居发生较大变化,且分子的HOMO能级升高,LUMO能级降低,能隙减小,吸收和发射光谱发生显著的红移,增大了二阶非线性光学系数βtol。随着取代基吸电子能力的增强,分子的电子重组能逐渐变大,而空穴重组能的变化却不大,同时分子的偶极矩有所增加,有利于产生二阶非线性光学活性。     

共轭链长及羰基位置对分子二阶极化率的影响

采用引入外场微扰的ＣＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ方法，计算一系列二苯基烯酮类化合物的分子二阶极化率（或二阶非线性光学指数）γβｖｃｃ值选取了苯环上含不同取代基团的化合物，从羰基在共轭链中的位置及共轭链长度方面，探讨了其微观二阶非线性光学效应的变化规律，结果表明，共轭链中羰基位置对βｖｃｃ值得重要的影响，并且呈现出一定的规律性，对于苯环上取代相同基团的化合物，其分子二阶非线性光学系数随共轭链长度的变化成指数关系     

花二酸酐与嘧啶衍生物的氢键组装(英文)

用半经验AM1方法对苝二酸酐与嘧啶衍生物的1∶1及1∶2氢键复合物进行理论研究,表明随着氢键数目增多,弱相互作用能变大,主体上的供电基和客体上的吸电基有利于氢键相互作用,氢键导致电子从主体流向客体。用INDO／SCI方法计算配合物的电子光谱,表明其长波吸收峰与主体相比发生兰移,各配合物的长波吸收峰位置相差不大,与实验一致。讨论吸收峰兰移的原因并对电子跃迁进行理论指认,同时得到了配合物的双质子转移势能曲线,给出了相对于N-H键的过渡态和活化能。     

Y型均三嗪类衍生物三阶非线性光学性质研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G*方法对含Y型均三嗪类衍生物的6个分子(Y1-Y6)进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT (TDB3 LYP/6-31+G*)计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学(NLO)性质.结果表明,6个含Y型均三嗪类有机分子的三阶非线性光学系数γ值为1010数量级个原子单位(10-30 esu),显示出良好的三阶非线性光学性能.在其三支链的末端引入不同的推、拉电子基团(Y2→Y6),对其电子光谱和三阶非线性光学响应具有明显的影响.引入强供电子基团,γ增大幅度较大,有利于改善体系的三阶非线性光学性质,从而可获得良好的非线性光学材料.     

Y型均三嗪类衍生物三阶非线性光学性质研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G*方法对含Y型均三嗪类衍生物的6个分子(Y1-Y6)进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+G*)计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学（NLO）性质。结果表明,6个含Y型均三嗪类有机分子的三阶非线性光学系数g值为1010数量级个原子单位(10-30 esu),显示出良好的三阶非线性光学性能。在其三支链的末端引入不同的推、拉电子基团（Y2→Y6）,对其电子光谱和三阶非线性光学响应具有明显的影响。引入强供电子基团,g增大幅度较大,有利于改善体系的三阶非线性光学性质,从而可获得良好的非线性光学材料。     

电子传输材料1,3,4-恶二唑衍生物和1,2,4-三唑衍生物的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,对1,3,4噁二唑衍生物和1,2,4三唑衍生物两类电子传输材料在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算.结果表明,1,3,4噁二唑衍生物的电子传输过程主要是分子内噁二唑上的N→O电子转移,1,2,4三唑衍生物的电子传输过程主要是分子内三唑上N(双键)→N(单键)以及三唑环向与N相连的苯环电子转移.当其苯环上3位被拉电子基团取代后,其电子传输性能提高;而被给电子基团取代后,电子传输性能降低.     

1,3-取代方酸衍生物非线性光学性质的从头算和半经验方法的比较研究

利用从头算HF方法在6 31G 基组水平下,全优化计算了1,3 取代方酸衍生物体系Sq1～Sq12的分子 几何和优化构型下的电子结构.以优化后的构型为基础,应用CIS/6 31G 方法计算了电子光谱.同时应用从头算 CPHF/6 31G 方法和半经验FF/AM1、FF/PM3、FF/MNDO有限场方法计算了分子的二阶非线性光学系数,并对 这四种计算方法的结果进行了系统的比较.结果表明,1,3 取代方酸衍生物的二阶非线性光学系数(β0)受五员 杂环的影响较大,引入吡咯、噻唑和口恶唑五员杂环能提高其β0,含两个杂原子的五员环与方酸碳四员环相连的位 置对β0也有很大的影响.     

电子传输材料1，3，4-噁二唑衍生物和1，2，4m三唑衍生物的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法，对1，3，4-噁二唑衍生物和1，2，4-三唑衍生物两类电子传输材料在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算．结果表明，1，3，4-噁二唑衍生物的电子传输过程主要是分子内噁二唑上的N→O电子转移，1，2，4-三唑衍生物的电子传输过程主要是分子内三唑上N（双键）→N（单键）以及三唑环向与N相连的苯环电子转移．当其苯环上3位被拉电子基团取代后，其电子传输性能提高；而被给电子基团取代后，电子传输性能降低．     

C60醛类衍生物非线性光学特性研究

研究了加合不同取代基团的C60醛类衍生物的光学非线性性质。利用简并四波混频（DFMW）方法获得了C60醛类各衍生物的三阶光学非线性超级化率γ^(3)及相应的三阶光学非线性系数χ^(3)值。同时也研究了它们各自的光限幅特性。结果表明：不同的取代基对C60醛类衍生物三阶光学非线性及光限幅特性的影响不同。     

使用CNDO/S型近似方法计算NaNO_2晶体的倍频系数

本文使用CNDO/S型近似方法,计算(NO_2)~(-1)的单电子分子轨道,然后按基团理论的通用计算程序计算NaNO_2晶体的倍频系数,计算值和实验值符合得较好,计算结果明确指出:NaNO_2晶体倍频系数各向异性的原因来自基团的共轭π轨道,另外,本文的计算表明,有可能对非线性光学新材料探索提供计算机的预测。 本文还就非线性光学效应的双能级模型作了讨论,并指出了它的局限性。     

C78O异构体的电子结构和光谱

为了模拟C78单加成物的加成位置和稳定性,并预测其光谱性质,用INDO系列方法对基于C2v-C78之上的C78O所有可能的34个异构体结构和电子光谱进行理论研究．结果表明,C78O的最稳定异构体是O加在位于C2v-C78短轴上的73,78-键上且形成环氧结构的6／6异构体,O的原子轨道对73,78-C78O中的HOMO能量降低起重要作用．讨论了电子跃迁性质和73,78-C78O电子光谱的长波吸收峰与母体相比发生蓝移的原因．     

α、β-并三噻吩衍生物分子的电子光谱与三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)方法对二聚α、β-并三噻吩衍生物的15个分子(a～g2) 进行几何构型优化，对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+g(d))计算电子吸收光谱，用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学（NLO）性质。计算结果表明，在乙烯分子(反式)两侧分别引入α-并三噻吩、β-并三噻吩基团(c分子)比单纯引入相同的α-并三噻吩(a分子)或β-并三噻吩(b分子)基团，更有利于增大其三阶非线性光学(NLO)性能。在含乙烯桥二聚α、β-并三噻吩 (母体分子)结构的末端，端接含C=C或C≡C的基团（如-C≡CH与-C=C(CN)2），与端接吸电子基F原子或给电子基-N(CH2CH3)2相比，能隙降值减小，最低能量吸收波长明显红移，其三阶NLO系数  值达106数量级个原子单位(10-33 esu)，显示出良好的三阶非线性光学性能，可设计成为性能良好的三阶非线性光学材料。     

具有不同取代基团的香豆素系列分子二阶非线性光学性质的DFT研究

本文设计了具有不同取代基团的7-苯乙烯基香豆素和4-苯乙烯基香豆素的A、B两个系列共14个化合物分子。采用密度泛函理论B3LYP/6-31G方法对其几何构型进行了全结构优化．在所得优化结构的基础上对这些分子的稳态二阶非线性光学（NLO）系数β值进行计算分析,同时用含时密度泛函理论（TD-DFT）对这些分子的电子性质进行了研究．结果表明：此类香豆素化合物具有较大的分子β值,其中A类分子的共面性好,共轭链长,β值均比B类分子的大．14个化合物中前线分子轨道能级差越小的化合物,其βtot值越大．各分子前线分子轨道跃迁对二阶NLO效应有明显的贡献．     

3种多环芳烃化合物荧光光谱的量子化学研究

采用量子化学半经验方法AM1对3种多环芳烃电致发光材料(EL)的性质进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作振动分析,均未出现虚频率,在此基础上,采用CIS方法计算电子光谱,并给出了3种化合物电子光谱的波长与CIS组态数之间的关系。所得计算结果与实验值基本吻合。     

NaNO2晶体线性和非线性光学系数的计算

使用从头计算平面波赝势方法,计算了NaNO₂晶体电子能带结构,并使用改进的倍频公式计算了它的线性折射率和静态二级非线性系数,所得到的结果和实验值相符.采用实空间原子切割方法分析了阳离子和阴离子基团对光学性质的贡献.计算表明(NO₂)-基团对双折射率和倍频系数的贡献占主要地位,从而进一步验证了阴离子基团理论的正确性 关键词： 电子结构 非线性光学系数 从头计算方法     

使用CNDO/S型近似方法计算NaNO2晶体的倍频系数

本文使用CNDO/S型近似方法,计算(NO₂)^-1的单电子分子轨道,然后按基团理论的通用计算程序计算NaNO₂晶体的倍频系数,计算值和实验值符合得较好,计算结果明确指出:NaNO₂晶体倍频系数各向异性的原因来自基团的共轭π轨道,另外,本文的计算表明,有可能对非线性光学新材料探索提供计算机的预测。本文还就非线性光学效应的双能级模型作了讨论,并指出了它的局限性。 关键词：     

异质富勒烯C76BN的UV和IR光谱研究

用INDO方法对C76BN的22种可能异构体进行较系统的理论研究,表明最稳定的两种异构体52,53-C76BN和29,28-C76BN是B和N直接相连并位于C78(C2v)椭球长轴附近的6／6键上;用INDO／SCI方法计算C76BN的电子光谱表明,其长波吸收峰与C78(C2v)相比发生红移．用AM1方法对C76BN的四种稳定异构体进行构型优化及红外光谱研究表明,BN单元的取代削弱C原子之间的共轭而使红外频率变小．