枝化苯胺-吡咯啉发色团的合成及其电光性质的研究

为了减少发色团偶极相互作用,在二阶非线性发色团苯胺-吡咯啉分子的受体吡咯啉的N原子上分别接入三种不同的枝化基团,将其高μβ值有效转化为高电光性能.研究了三种枝化发色团的电光性能和相关化学物理性质,比较了不同枝化基团对发色团的综合性能的影响.结果表明,枝化基团的接入引起发色团分子的紫外吸收红移,枝化基团修饰的发色团,改善了苯胺-吡咯啉发色团分子与聚碳酸酯(APC)的相容性,并明显减少了发色团偶极静电相互作用,提高了发色团在电场下的极化效率,使其在聚碳酸酯(APC)薄膜中的极化序列参数可高达44%.并测得当枝化发色团在APC中掺杂的含量为9%时,聚合物体系电光系数高达75 pm/V(1315 nm激光测定).     

电光高分子研究进展

电光高分子是二阶非线性光学材料的重要组成部分,目前的研究重点主要在于合成具有高二阶非线性光学效应和取向稳定性以及低光学损耗的电光高分子,以满足高性能光学器件的制作要求。最近,电光高分子的设计与合成已经取得了很大的进展,例如结合"位分离"原理,利用高分子良好的加工性,获得了一些具有较好综合性能的高分子,可以较为有效地将小分子发色团的高β值转换为高分子大的宏观电光效应。本文综述了近几年来电光高分子的研究进展,主要包括线型电光高分子、树枝状电光高分子和超支化高分子。     

枝化二阶非线性发色团分子的合成及在聚合物体系中的电光性能

设计合成了一类以2-二氰基次甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氢呋喃(TCF)为受体、己氧基取代噻吩为π电子桥的新型有机非线性光学化合物, 并利用紫外光谱、红外光谱、核磁共振以及质谱对化合物分子结构进行了鉴定, 同时对此类化合物在有机聚合物体系中的电光性能进行了表征和研究. 结果发现, 该类发色团分子与聚合物相容性好, 电光活性高, 并且随着发色团分子在聚合物体系中浓度的升高, 聚合物体系的宏观电光活性也有所提高, 甚至当发色团的掺杂质量分数高达47.2%时, 体系的电光活性仍呈上升趋势, 显示了该发色团的静电相互作用得到了明显抑制. 此时测得聚合物体系的电光系数为30 pm/V(1310 nm).     

一种新型的交联极化聚合物的合成及性能研究

以成膜性能优异、主链上含有多个羟基的聚双酚A二缩水甘油醚-苯胺(BPAN)为骨架,将二阶非线性光学活性发色团分子以键合形式挂接到聚合物主链上,形成新型侧链型聚合物.此聚合物保留了原聚合物体系成膜性好和可进一步交联等优点.极化过程中以含有异氰酸酯基的同种发色团分子作为交联剂,得到发色团含量进一步提高的交联型极化聚合物.采用衰减全反射法(ATR)测得体系的电光系数(r₃₃)为6.7 pm/V(1315 nm).     

可交联的PMMA型和PS型高热稳定性二阶非线性光学材料的合成与表征

采用封管反应的方法,以较高产率(80%以上)合成了一系列含环氧基团的可交联PMMA型和PS型极化聚合物材料,该材料具有很好的成膜性.用DSC和T_gA等方法研究了聚合物固化前后的热性能,结果表明,由于聚合物在极化后期经热固化使引入的环氧基团开环交联,聚合物的玻璃化转变温度(T_g)较固化前明显提高30～50K.同时,固化后的聚合物具有较高的热分解温度(T_d>543K).对聚合物的二阶非线性光学性质的测试结果表明,在室温下放置100h后,聚合物的电光系数r₃₃值均保持在初始值的75%以上.这是由于环氧基团的开环使固化后的聚合物本身产生一定程度的交联,导致取向后的发色团被聚合物的交联网禁锢而不易弛豫,从而使这类PMMA型和PS型二阶非线性聚合物材料的热稳定性能得以提高.     

有机二阶非线性光学聚合物的研究进展

非线性光学材料在激光、光通信、光处理、高频电光器件及太赫兹等方面具有重要的应用。相比传统无机非线性光学材料,有机二阶非线性光学材料具有电光系数高、响应速率快、易加工等优点。近年来,基于有机非线性光学材料的研究成为热门领域,高频电光器件、太赫兹器件等都受到了业内广泛关注。本文综述了不同种类的有机二阶非线性光学材料的研究进展和未来的发展方向。此类材料的电光性能和取向稳定性可以通过分子设计策略和化学合成、发色团与聚合物的结构关系及掺杂技术等进行有效的调控,但是研发满足实际应用且综合性能优异的有机非线性光学材料仍面临诸多挑战。     

新型含有砜基吲哚发色团侧基的聚硅氧烷的合成与非线性光学性能研究

采用后功能化的方法合成了两种含有砜基吲哚二阶非线性光学发色团侧基的聚硅氧烷分子，通过核磁、红外、紫外-可见、示差扫描量热分析等手段对所得的聚合物进行了表征．此合成方法简便易行，易于产物的分离提纯，为二阶非线性光学材料的合成提供了一种新方法．通过二次谐波产生(SHG)方法测得该聚合物的二阶非线性光学系数d33值分别为21和17pm／V．     

So1-Gel法制备键合型有机/无机复合非线性光学材料

以含对硝基苯胺生色团的烷氧基硅烷染料和正硅酸乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了含对硝基苯胺生色团的键合型有机/无机复合非线性光学材料.在这种有机生色团与无机玻璃键合形成的交联网络中,无机玻璃的刚性三维结构和优良的高温稳定性能有效抑制非线性光学生色团的极化松弛.二阶谐波信号(SHG)测量表明,这种有机/无机复合材料的二阶非线性光学系数(d33)值达到4.62 × 10-8esu;NLO稳定性也较好;室温下90d后d33值维持初始值的84.5%,100℃下放置300min后d33值维持初始值的51%.     

一种新型二阶非线性光学功能分子及其交联聚氨酯材料的合成

合成了新型的含有偶氮和噻吩环的二阶非线性光学功能分子, 用红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱确定了其结构; 制备了含有该功能分子的两种交联型聚氨酯聚合物薄膜, 当测量波长为1 064 nm时,  用Marker条纹法测得的二阶非线性光学系数d33值分别为80.6 pm/V(发色团的数密度为0.91×1020 Molecules/cm3)和20.1 pm/V(发色团的数密度为2.21×1020 Molecules/cm3); 聚合物Ⅱ的取向热稳定性达到了152 ℃.     

新型含苯并呋喃的非线性光学发色团的合成与性能研究

以基于久洛尼定的苯并呋喃衍生物为电子给体,三氰基呋喃衍生物为电子受体经Knoevenagel缩合反应合成了一种新型含苯并呋喃的非线性光学发色团(JBFC),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS表征,并通过紫外可见吸收光谱、热重分析、理论计算和电光性能测试对非线性光学发色团的性能进行了研究。结果表明：JBFC具有较好的热稳定性,T_d值（质量减少5%时）为214 ℃,将JBFC制得的极化电光聚合物薄膜的电光系数为30 pm·V^-1。     

基于氢键的侧链型超分子电光聚合物的制备与表征

设计并制备了一种基于氢键的侧链型超分子聚乙烯基吡啶电光聚合物,非线性发色团与聚合物主链之间的氢键作用经红外光谱进行表征。采用氢键将发色团挂接到聚合物,可一定程度地抑制发色团分子的聚集,防止宏观相分离,实现发色团的高浓度掺杂。同时,利用超分子氢键作用挂接也可在一定程度上抑制发色团间的偶极-偶极相互作用力,测得此体系极化电光聚合物薄膜的最大电光系数为17.6 pm/V。     

基于蒽基团的光交联型非线性光学聚合物的合成与表征

在有机二阶非线性光学聚合物聚甲基丙烯酸甲酯侧链中引入可交联的蒽基团，合成含蒽基团的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。采用紫外-可见光谱法明确蒽基团在薄膜中的光交联时间，利用蒽基团在光照条件下的可控[4+4]环加成交联反应提高聚合物的取向稳定性。差示扫描量热法（DSC）研究结果表明交联反应后聚合物薄膜的玻璃化转变温度提高了约10℃。聚合物在60℃条件下加热220 h后电光系数仍可保持原来的90%左右，交联后的二阶非线性聚合物的取向稳定性明显提升。     

含1,3-二硫-2叶立德烯的系列有机发色团的二阶非线性光学性质的理论研究

设计了12个含有1,3-二硫-2叶立德烯的具有二阶非线性光学性质的有机发色团,对所研究分子用AM1方法进行几何构型优化,用INDO/CI方法获得基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度,即电子光谱;在此基础上用SOS公式计算系列分子的二阶非线性光学系数β_ijk,并从微观上对这一系列分子进行比较,为进一步探索综合性能较好的NLO有机物提供了理论指导.     

若干新型有机光电功能材料的分子设计、合成与性能 研究

介绍本研究组得到国家自然科学基金资助的四个方面工作的进展。研究了金属有机化合物的结构与非线性光学性质的关系,总结了从分子几何构型着手,根据不同用途,对金属有机非线性光学材料进行分子设计的经验规律;提出了利用“组合式共轭桥”进行有机非线性光学发色团分子设计的新思路,所合成的几个有机化合物既有很大的光学非线性,又有紫移的最大吸收峰;通过化学键将有机发色团分子张到各种高分子的侧链上,合成和表征了潜在的电光高分子和光折变高分子材料;采用无机-有机夹层复合的思路对兼有导电性和强磁性的分子材料进行了探索,将一些有机小分子和导电高分子分别插入了层状无机物MPS3的层间,得到了8个新的分子磁体,而另一夹层化合物则表现了较高的电导率。     

一种以环戊并双噻吩作为π电子桥的新型发色团的合成和电光性质的表征

本文以4,4-二己基-4H-环戊并[2,1-b:3,4-b′]二噻吩为π电子桥,合成了一种新型非线性光学发色团,并通过紫外-可见吸收光谱、热重分析以及密度泛函理论计算等对其物理和化学性质系统地进行了表征。结果表明,4,4-二己基-4H-环戊并[2,1-b:3,4-b′]二噻吩作为π电子桥能有效地提高分子内的电荷转移速率和分子的一阶超极化率。同时,侧链二己基的空间位阻效应能很好地削弱分子间静电相互作用。最后,将发色团掺杂到主体聚合物聚碳酸酯中,测试得到发色团浓度为20%的极化聚合物薄膜的电光系数r33为85pm/V。     

溶胶-凝胶法制备含偶氮生色团的三阶非线性材料

通过溶胶-凝胶法制备了含三阶非线性光学发色团DRl9硅氧烷染料的有机-无机复合材料(3),其结构经1H NMR和IR表征.研究了pH值对3微观形态及光学性能的影响.     

互穿网络型二阶非线性光学极化聚合物

报导了二阶非线性光学材料含对硝基苯偶氮苯烷基胺发色基团的聚氨酯和聚丙烯酸酯的互窗网络聚合物的合成和极化工艺，考察了微观形态，用电致色变法测定了其极化膜发色基团的取向度及取向的热稳定性，其二阶非线性光学系数ｘ＾（２）可达１０＾－７ｅｓｕ量级。该互穿网络聚合物极化膜有良好的光学性质和优异的热稳定性，在１２０℃温度下序参数可长期保持稳定。     

几种芳香类NLO材料中非对位取代基团的作用

计算了几种芳香烃类二阶非线性光学材料的分子二阶非线性光学系数β值,研究了这些化合物中非对位取代基团CH3,Cl,Br和NHCOCH3等的作用。结果表明,它们对材料的分子内电荷转移和β的影响很小,但是对化合物的晶体结构却有很大影响,它们的非对位取代使分子易形成有利于宏观二阶非线性光学效应的非中心对称的晶体结构。     

一种含稀土半菁的二阶非线性光学材料的研究

LB膜技术作为一种重要手段，可以在分子水平上对材料进行组装．有机化合物作为非线性光学材料，由于具有很大的非线性系数、光学响应速度快及光损伤阈值大等优点而受到人们的重视[1]．对于二阶非线性光学材料而言，其发色团分子的非中。心对称结构是其非线性光学信号叠加的必要条件．LB膜技术以其不同的沉积方式，可有效地控制有机分子的排列和取向，形成非中，心对称结构，成为制备高性能二阶非线性光学材料的良好手段．我们首先将疏水性的稀土配阴离子引入非线性光学成膜材料中，由于其体积较大，可以避免对形成LB膜不利的H聚体的生成…     

青年化学教师应重视吸引本科同学参与科研工作 ——成都师范学院青年教师邓国伟博士谈科研与本科生培养

正有机π共轭分子因其特殊的结构、光谱性质和电化学性质等被广泛应用于有机太阳能电池、信息存储材料、传感和非线性光学材料等领域。其中,具有D-π-A结构(D为电子给体,A为电子受体)的发色团分子具有较大的微观一阶超极化率(β),是构筑有机电光材料的重要基团。对发