碱金属原子吸附PPV及其衍生物体系的结构和非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法系统研究了碱金属Li原子吸附亚苯基-1,2-亚乙烯基(Phenylenevinylene)聚合物(PPV)及其衍生物(具有给受体基团修饰的)体系的结构和非线性光学性质.Li原子能稳定地吸附在PPV及其衍生物的表面,吸附能高达62.3~78.2 kJ/mol.当碱金属Li原子吸附在[PPV]n(n=2~4)表面时,锂盐效应导致了Li原子和[PPV]n之间发生了明显的电荷转移过程,使体系的一阶超极化率β0从249~756 a.u.明显增加到1.16×104~1.37×105a.u..当碱金属Li原子吸附在只有给体(—NH2)或只有受体(—CN)基团修饰的PPV衍生物{[NH2-(PPV)n]/[(PPV)n-CN]}时,体系的一阶超极化率值进一步提升,分别高达1.61×105a.u.(n=4)和2.85×105a.u.(n=4).这主要源于锂盐效应和Donor-π-Acceptor之间的协同作用导致跃迁能进一步降低所致.在Li原子吸附的具有给受体基团同时修饰的PPV衍生物(Li@[NH2-(PPV)n-CN])体系中,这种协同作用得到进一步加强,显著改善了体系的一阶超极化率(高达3.56×105a.u.,n=4).     

表面吸附碱金属原子的超短碳纳米管体系的结构和非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)方法系统研究了表面吸附碱金属Li原子的超短碳纳米管([8]cyclophenacene)体系的结构和非线性光学性质.在这些体系中,Li原子均能稳定地吸附在超短碳纳米管表面,其吸附能高达84.0~106.2 kJ/mol.当吸附1~2个Li原子时,Li原子和碳纳米管之间发生了明显的电荷转移过程,使体系的一阶超极化率(β0)值明显改善,β0值从0迅速增加到3.42×103~8.29×103a.u.;当吸附的Li原子数增加到3时,体系内部产生了额外电子,有效地降低了体系最主要跃迁的跃迁能,使体系的一阶超极化率进一步提升(高达2.59×106a.u.).此外,Li原子之间的距离也是影响吸附体系β0值的重要因素.