吐昔烯衍生物分子的电子光谱与非线性光学性质

采用含时密度泛函理论(TDDFT)B3LYP对5个吐昔烯及其衍生物分子的吸收光谱进行理论计算。结果表明,该5个分子的吸收波长在281—307 nm范围内,属于近紫外区。使用有限场(FF)方法理论计算5个化合物分子的非线性光学(NLO)性质。结果显示,吐昔烯分子引入烷氧基将明显增大二阶和三阶非线性光学性质（b0和 值）,此类化合物分子的三阶非线性光学性质明显优于二阶非线性光学性质。     

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．     

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。     

苯并菲衍生物盘状液晶分子的非线性光学与热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平,计算并研究苯丙炔（烯）酸酯苯并菲盘状液晶分子的偶极矩、非线性光学性质、电子光谱和热力学性质.结果显示,该分子表现出良好的非线性光学性质,其二阶和三阶非线性光学系数分别为10⁴和10⁶a.u.数量级.其最低能量跃迁吸收波长分别为460和474nm,对应π到π*的电子跃迁.在温度298.15 K时,苯丙炔酸酯和苯丙烯酸酯苯并菲衍生物分子的标准摩尔生成焓分别为-7317.06和-1052.68 kJ·mo1^-1,标准摩尔生成自由能分别为-6186.91和117.00 kJ·mol ^-1.     

苯并菲衍生物盘状液晶分子的非线性光学与热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平,计算并研究苯丙炔(烯)酸酯苯并菲盘状液晶分子的偶极矩、非线性光学性质、电子光谱和热力学性质。结果显示,该分子表现出良好的非线性光学性质,其二阶和三阶非线性光学系数分别为104和106 a.u.数量级。其最低能量跃迁吸收波长分别为460和474 nm,对应π到π*的电子跃迁。在温度298.15 K时,苯丙炔酸酯和苯丙烯酸酯苯并菲衍生物分子的标准摩尔生成焓分别为-7317.06和-1052.68 kJ.mol-1,标准摩尔生成自由能分别为-6186.91和117.00 kJ.mol-1。     

吐昔烯衍生物分子的电荷传输性质

根据爱因斯坦方程和Marcus电荷传输模型, 使用密度泛函理论B3lyp/6-31g^**理论水平计算6 个吐昔烯衍生物分子的结构和电荷传输性质. 结果显示: 6个吐昔烯的衍生物分子的空穴迁移速率为0.018–0.062 cm²·V^-1·s^-1, 电子迁移率为0.055–0.070 cm²·V^-1·s^-1, 其中3, 8, 13-辛烷氧基吐昔烯衍生物分子适合作为双极性传输材料. 三条烷氧基链的吐昔烯衍生物分子上引入三个甲氧基或羟基, 均使空穴和电子传输率降低. 引入给电子基团或共轭性基团可减小吐昔烯衍生物分子的能隙, 达到有机半导体的能隙要求. 关键词： 吐昔烯衍生物 空穴传输 电子传输 有机半导体     

含酯基和吡啶环苯并菲衍生物分子的电荷传输和三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算研究含酯基和吡啶环的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率．结果表明，酯基双取代的苯并菲衍生物分子具有较高的空穴和电子传输速率，分别为0.22 cm2/v•s和1.51 cm2/v•s．同时引入酯基和吡啶环均不利于空穴和电子传输．使用有限场(FF)方法计算分子的三阶非线性光学性质．结果显示，在酯基和吡啶环之间引入柔性碳链的分子与不含吡啶环分子的三阶非线性光学性质基本一致，均具有较高的电荷传输速率和良好的三阶非线性光学性质．     

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.     

取代基对8-羟基喹啉金属配合物电子光谱和二阶非线性光学性质的影响

在B3LYP/LANL2DZ/6-31G^*水平上优化目标化合物分子的几何结构,并分别在TD- B3LYP/LANL2DZ/6-31++G^**和B3LYP/LANL2DZ/6-31++G^**水平计算目标化合物分子的电子吸收光谱和二阶非线性光学性质.计算结果表明,引入共轭给电子基使配合物分子的最大吸收波长红移,强共轭吸电子基的引入使配合物的最大吸收波长蓝移,取代基的引入使IrQ₃型配合物的二阶非线性光学性质明显增大.对AgQ型配合物,电子跃迁属于配体内部的电荷转移（LLCT）.对PtQ₂和IrQ₃型配合物,电子跃迁属于LLCT和部分金属向配体的电荷转移.取代基对AgQ,PtQ₂,IrQ₃型配合物分子的跃迁性质几乎无影响. 关键词： 8-羟基喹啉金属配合物 电子光谱 二阶非线性光学性质 密度泛函理论     

含苯乙烯桥侧链三枝分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-311+g(d,p)方法对含苯乙烯桥侧链均三嗪类衍生物的8个分子(Y1-Y8)进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-311+g(d,p)),计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算二阶非线性光学（NLO）性质。结果表明,8个分子的μ（或0）值为104数量级个原子单位(10-29 esu),显示出良好的二阶非线性光学性能。在其三支链的末端引入强供电子基团（如-N(CH3)2或-N(CH2CH3)2）比引入弱供电子基团及吸电子基团,更有利于改善体系的二阶非线性光学性质,从而可获得良好的非线性光学材料。     

手性分子介质非线性光学研究新进展

文章介绍了近年来手性分子介质及材料的非线性光学性质的研究状况，综述了手性分子非线性微观模型的使用情况，给出了一些典型的二阶、三阶非线性光学实验结果，用这些微观模型可以正确地分析这些结果．同时指出了未来研究的趋势，及研究成果可能应用的领域．     

含酯基和吡啶环苯并菲衍生物分子的电荷传输和三阶非线性光学性质简

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算研究含酯基和吡啶环的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率.结果表明,酯基双取代的苯并菲衍生物分子具有较高的空穴和电子传输速率,分别为0.22cm2/v·s和1.51cm2/v·s.同时引入酯基和吡啶环均不利于空穴和电子传输.使用有限场(FF)方法计算分子的三阶非线性光学性质.结果显示,在酯基和吡啶环之间引入柔性碳链的分子与不含吡啶环分子的三阶非线性光学性质基本一致,均具有较高的电荷传输速率和良好的三阶非线性光学性质.     

对称型二烷氨基蒽醌的三阶非线性光学性质研究

研究了对称型二烷氨基蒽醌的三阶非线性光学性质。通过三维简并四波混频实验对１１种低浓度溶液样品的测试，其三阶非线性极化率｜χ（３）｜达１．８～３．４×１０－１３ｅｓｕ，分子的三阶非线性超极化率γ达１．９～３．５×１０－３１ｅｓｕ。讨论了分子结构对三阶非线性光学性质的影响。     

香豆素衍生物分子二阶非线性光学效应理论研究

用ＣＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ程序，计算了了系列香豆素衍生物的分子二阶极化率。从微观上探讨了该类化合物的取代基的电子性质，取代基位置及取代数目对分子二阶极化率的影响。认为取代基的电子性质和取代方式对非线性光学系数有明显的影响。     

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βwt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.     

蒽二酮类化合物的合成及结构-非线性光学性能关系的研究

设计合成了6个新的蒽二酮类化合物,用紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、1H核磁共振和元素分析表征了结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能.它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为2.62～3.55×10-13esu,非线性折射率n2为4.82～6.52×10-12esu,分子二阶超极化率γ为2.57～3.25×10-31esu,响应时间τ为91～116fs.探索了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.增长共轭链,形成供吸供构型,增大取代基的供电子能力,提高共轭体系的共平面程度等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

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     

蒽二酮类化合物的合成及结构-非线性光学性能关系的研究

设计合成了6个新的蒽二酮类化合物,用紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、1H 核磁共振和元素分析表征了结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能.它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为2.62～3.55×10－13 esu,非线性折射率n2为4.82～6.52×10－12 esu,分子二阶超极化率γ为2.57～3.25×10－31 esu,响应时间τ为91～116 fs.探索了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.增长共轭链,形成供吸供构型,增大取代基的供电子能力,提高共轭体系的共平面程度等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

吐昔烯衍生物的电荷传输性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平理论研究吐昔烯(TR)及含不同支链的7个衍生物分子的电荷传输性质。结果表明,吐昔烯及其7个衍生物的空穴传输速率常数在2.71×1012 s-1到1.80×1013 s-1之间,介于六氮杂苯并菲109 s-1和苯并菲1013 s-1之间。8个分子的电子传输速率常数位于1.16×1012 s-1到7.48×1012 s-1之间,大于苯并菲1011 s-1,小于六氮杂苯并菲1013 s-1。在吐昔烯刚性盘上引入羟基和烷氧基,没有改变空穴和电子传输速率常数的数量级。我们计算得到TR(OH)3(OC8H17)3和TR(OC5H11)3的空穴传输速率分别为9.74×10-2 cm2.v-1.s-1和3.78×10-1 cm2.v-1.s-1,与实验测得的两个化合物TR(OH)3(OC10H21)3和TR(OC8H17)3的空穴传输速率接近。     

N、O、S及羰基掺杂吐昔烯衍生物的电荷传输性质

基于电子转移的Marcus模型,以3,8,13-三丙烷氧基吐昔烯(a分子)为母体,采用密度泛函理论方法,在M062X/6-31+G(d)水平计算研究吐昔烯刚性核上的三个亚甲基被氮原子、氧原子、硫原子及羰基取代后所得的b、c、d、e等5个衍生物分子的结构和电荷传输性质.计算结果表明,b、d、e等3个吐昔烯衍生物分子的最低能量吸收峰均发生一定程度的红移(吸收波长在279-292 nm范围);掺杂氮原子、硫原子后,空穴传输载流子迁移率(μ_+)与电子传输载流子迁移率(μ_-)均明显增大,但μ_+比μ_-增加的幅度更大,更有利于空穴传输.掺杂氮原子,空穴迁移速率(μ_+)和电子迁移速率(μ_-)减小;掺杂羰基后,电子迁移速率(μ_-)增大,有利于电子传输,可设计为较好的电子传输材料.