中心对称吡嗪衍生物电子光谱和三阶非线性光学性质的理论计算研究

采用量子化学abinitio HF和半经验ZINDO-SOS方法计算了吡嗪及其衍生物的电子光谱和三阶非线性光学系数.结果表明,中心对称的吡嗪衍生物随着体系共轭链的增长,最大吸收谱线波长增大,前线轨道能级差减小,体系的三阶非线性光学系数增大;引入取代基后可改变其三阶非线性光学性质.在相同骨架中引入吸电子基团-NO₂形成A-π-A共轭结构,其三阶非线性光学系数比引入供电子基-NH₂的体系大.     

聚酰胺酸及其接枝衍生物的三阶非线性光学性能研究

设计合成了苯代三聚氰胺与均苯四酸二酐缩聚物, 及不同侧链的p-π共轭缩聚物, 并以量子化学PM3/CIS方法为基础, 利用完全态求和(SOS)公式, 对不同侧链取代的聚酰胺酸的分子进行了几何构型优化, 并计算了其三阶非线性光学系数γ. 研究了不同侧链对聚合物三阶非线性性能的影响. 这些结果对合成具有优良加工性能的三阶非线性光学材料是有一定的指导作用.     

偶氮苯聚合物（PAZOS）的合成及其三阶非线性光学特性

合成及表征了一种偶氮苯聚合物聚「３－甲基－４－二（Ｎ，Ｎ－氧亚乙基）氨基－４－硝基偶氮苯癸二酰」通过简并四波混频方法研究了这种聚合物膜的三阶非线性光学性质，测得三三阶非线性光学系数Ｘ＾（３）为６．６＊１０＾－６ｅｓｕ，并考察了其相位共轭光产生特性及光致异构动力学。     

为光调控核酸结构设计合成偶氮分子开关

为了设计高效稳定的偶氮分子开关,本文合成了一系列偶氮分子,并对其性质进行了鉴定。实验结果表明,在偶氮苯分子的对位或间位引入诱导拉电子基团可以得到好的分子开关。然后,本文设计合成了3,3’-二甲羟基偶氮苯并将其引入核酸序列中,发现这个偶氮分子开关可以有效的可逆光调控发卡构型核酸的结构,并且它的顺式构型在生理温度下具有很好的热稳定性。     

基于偶氮苯的光开关分子探针与传感芯片研究进展

随着人们对偶氮苯光致异构化反应机制和特性的研究和认识越来越深入透彻,偶氮苯衍生物无论是在理论上还是在实验方面都受到了大量的关注。近年来,偶氮苯衍生物作为光开关响应的功能元件不仅已经用于合成智能聚合物,液晶材料,分子开关和分子机器等,而且正迅速地渗透到化学生物学体系研究和分析的各个方面。因此,本文将着重就基于偶氮苯衍生物功能化的光开关型分子探针与传感芯片及其在化学生物学分析研究方面所取得的最新进展进行总结和综述。引用103篇文献,并对未来的发展前景进行了展望。     

侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺薄膜的制备及其三阶非线性光学和光存储性能的研究

将4,4'-二氨基三苯甲烷(DTM)单体与均苯四甲酸酐(PMDA)进行缩聚反应,再与对-硝基苯基重氮氟硼酸盐进行重氮偶合反应,然后经酰亚胺化合成了侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺非线性光学材料(NLOPI).通过红外光谱对产物进行了结构表征.对产物的紫外-可见吸收光谱研究发现,在330和490nm处出现侧链偶氮苯发色团的特征吸收.通过简并四波混频方法(DFWM)测定侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺薄膜的三阶非线性极化率χ⁽³⁾=4.58×10^-18m²/W.在DFWM中,前向泵浦光I_f和探测光I_p是主要的写入光,而后向泵浦光I_b是主要的读出光.证实了光致偶氮分子的顺反异构能够导致光信息存储的特性.     

可调控准轮烷的合成和开关性能的研究

二苯醚;核磁共振;分子开关;可调控准轮烷的合成和开关性能的研究     

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.     

具有不同取代基团偶氮苯系列分子的二阶非线性光学性质的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP／6-31＋G（d）方法,对实验合成的具有不同取代基团偶氮苯系列分子的电子性质和二阶非线性光学（NLO）效应进行计算分析．结果表明：偶氮（N—N）在分子中分别起到拉电子和传递电荷的作用．对8个分子进行比较发现,含有氨基的分子1b-4b的二阶NLO系数明显的高于含有羟基的分子1a-4a．各分子前线分子轨道跃迁对二阶NLO效应有主要贡献．     

配位聚合物的三阶非线性光学性质

本文概括了配位聚合物的三阶非线性光学性质，并总结了其结构与三阶非线性光学性质之间的关系。对于一维结构的配位聚合物，因配体不同或者中心金属离子的价层电子构型不同可呈现自聚焦或自散焦效应;二维结构配位聚合物的三阶非线性光学性质则与配体和中心金属离子无关，均呈现自聚焦效应;三维结构配位聚合物的自聚焦或自散焦效应主要受中心金属离子价层电子构型的影响。     

二茂铁基查尔酮衍生物的超快三阶非线性光学响应

合成三例二茂铁基查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(5-溴噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(1)、1-二茂铁基-3-(4-溴噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(2)和1-二茂铁基-3-(5-氯噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3);采用1H NMR、13C NMR和HR-MS对化合物1～3进行了结构表征,并测定了其热学性质;运用密度泛函理论方法进行结构优化,并计算得到了它们的分子轨道能量和极化率;采用紫外-可见吸收光谱与Z-扫描技术(532nm,180fs)分别测定了三种化合物的线性和非线性光学性质。结果表明,化合物1～3的紫外吸收波长发生明显红移,且1的非线性吸收幅度、极化率和分子超极化率最大; 1、2和3均存在分子内电荷转移现象,表现出超快三阶非线性光学响应。     

新型合偶氮功能团的双炔类衍生物非线性光学性质的理论研究

在SM1和ZINDO方法基础上，按完全态求和公式计算分子二阶非线性光学系数β(ijk)和三阶非线性光学系数γ(ijkl)，并对含偶氛功能团的双快类衍生物的二阶、三阶非线性光学性质进行了系统的理论研究．即在基础上，在分子左端引入推电子基N（CH3）2，右端分别引入推电子基CH2OH、2，5-二氮-4-硫甲苯基，研究取代基变化时β、γ变化的规律．对计算结果所反映的规律性在微观上给予了解释．     

基于二茂铁的两个查尔酮衍生物的合成及超快三阶非线性光学响应

二茂铁是合成新颖有机功能材料的基本单元之一。 本文设计并合成了两个基于二茂铁的同分异构查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(噻吩-2-基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-(噻吩-3-基)丙烯酮(b)。 采用超快激光Z-扫描技术(脉宽180 fs,波长532 nm)测定了化合物a和b的三阶非线性光学性质。 结果表明,化合物a吸收系数β=-2.1×10^-12 m/W,折射率n₂=1.9×10^-19 m²/W,分子超极化率γ=5.37×10^-32 esu;化合物b:β=-1.2×10^-13 m/W,n₂=2.0×10^-19 m²/W,γ=4.48×10^-32 esu。 说明在飞秒激光激发下,电荷转移能够在化合物a和b分子内部快速进行,二者均具有优异的超快三阶非线性光学响应。 在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下,计算了化合物a和b分子轨道能量、极化率和各基团在前线分子轨道中的占有率。 理论计算结果显示,二茂铁基团在化合物a和b前线分子轨道中占有率分别为97%和98%,对两化合物的非线性光学性能起主导作用。     

偶氮系列分子二阶非线性光学性质的理论研究

在ＡＭ１和ＺＩＮＤＯ方法基础上，按完全态求和公式编制了计算分子二阶非线性光学系数βｉｊｋ的程序，并对偶氮系列分子的二阶非线性光学性质进行系统的理论研究。研究取代基变化时β变化的规律性，并在微观上给予解释，最后设计出非线性光学系数较大的分子。     

电子效应调控丁烯二腈光分子开关的CASSCF和MS-CASPT2理论研究

采用多组态CASSCF方法和MS-CASPT2方法研究了丁烯二腈中性分子及阳离子和阴离子的顺-反异构化机理.结果表明,中性分子和离子态的光顺-反异构化反应经历不同的非绝热跃迁途径:中性丁烯二腈受光激发至S1态后,需克服一个不低于19.7 k J/mol的能垒才有机会到达基态和激发态间的圆锥交叉(S_1/S_0-CI),随后经非辐射跃迁回到基态,S_1/S_0-CI在结构上偏离C=C双键旋转路径,且能量较高,因此会降低旋转速度,阻碍旋转的单向性;丁烯二腈阳离子和阴离子自由基的D_0态和D_1态旋转势能面在90°处相交,优化的D_1/D_0-CI与D_1态中间体的结构和能量均相近,因此从D1态经由D_1/D_0-C_I无辐射跃迁到D_0态的过程无势垒,在此过程中C=C旋转方向性得到最大限度的保持.研究结果证实了电子诱导不仅能降低基态热旋转势垒,而且能够调控光旋转的非绝热跃迁机理.     

Cluster—cracking Reaction,a New Method to Synthesize Unsymmetrical Dithiolate Complexes for the Study of Third—Order Nonlinear Optical Properties

A new coluster-cracking method to synthesize dithiolate metal complexes was reported and four unsymmetric complexes with formula(Me4N)2[M(Ln)(SPh)2](M=Cd and Zn,L1=dmit=1,3-dithiole-2-thione4-5,dithiolate,L2=dmid=1,3-dithiole-2-one-4,5-dithiolate,SPh=thiophenolate)(1-4)were characterized by elemental analysis,IR,UV NMR spectra and so on.The advantages of this method are summarized in two aspects:(1) the preparation is very convenient;(2) the reaction usually completed giving the product with high pruity.The crystal structure of 1 showed that the bond distances of Cd(Ⅱ）to the sulfur of the thiophenolate group are shorter than those of Cd(Ⅱ）to the sulfur of dmit,so that the thiophenolate group does not be replaced in the reaction and thmixed ligand complexes are the dominant produxts.The dmit complexes showed well third-order NLO properties,but not of the dmid complexes,although dmid is an analogue to dmit.     

光子晶体非线性效应全光开关研究

全光化以其快速传输处理信息的优点已成为当前的研究热点,其中全光开关在全光化中发挥着重要作用。本文利用平面波展开法与超原胞技术相结合的方法,对光子晶体结构的能带分布进行了研究,并对其禁带特性进行了分析,确定了以四方晶系为结构基础进行全光开关的设计研究。此外,在四方晶系结构基础上设计了波导与谐振腔耦合的全光开关结构,利用时域有限差分法进行模拟仿真,对电磁场分布图进行了研究。并在此基础上对结构进行了设计优化,使开关的性能得到提升。通过对光子晶体禁带特性的研究和对全光开关的仿真结果的分析,本文证实基于光子晶体的非线性克尔效应可以设计出开关性能较为优异的全光开关结构,并可减小全光开关的尺寸和反应时间。     

基于sol-gel过程的二阶NLO极化聚合物进展

介绍了用sol－gel制备二阶NLO极化聚合物材料的方法，综述了其进展。