激发态分子内质子转移分子2—（2‘—羟基苯基）间氮杂氧茚“染料”激…

报道了以Ｎ２激光为泵浦光源，获得激发分子内质子转移分子ＨＢＯ的激光输出现象。其激光转换效率约为１７％，调谐范围为４９５－５４０ｎｍ，最强的输出波长在５１０ｎｍ。以ＨＢＯ的激发态分子内质子转移的光物理和光化学过程为基础，建立了ＨＢＯ产生激光的动态模型，数值模拟在宽睡窄带情况下激光输出的光谱特性和时间特性，理论计算值与实验观测值得好相符，同时证实了激发态分子内质子转移分子的激光脉冲宽度依赖于激发态分子     

分子内质子转移分子2-(2′-羟基苯基)间氮杂氧茚的光学非线性的研究

报道了在调Ｑ的Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器泵浦下用Ｚ扫描技术对具有分子内质子转移（ＥＳＩＰＴ）特性的分子２（２′羟基苯基）间氮杂氧茚（ＨＢＯ）的光学非线性的研究。结果表明：对１．０６μｍ的光，ＨＢＯ无非线性吸收，其三阶非线性极化率不随入射光强而变；而在０．５３μｍ的激光作用下，ＨＢＯ表现出显著的双光子吸收，其双光子吸收系数随泵浦光强增强而减小，而其三阶非线性极化率实部则随泵浦光强的增强而增大。在建立双光子泵浦产生激发态分子内质子转移动态模型的基础上，通过理论计算很好地解释了实验现象     

激发态分子内质子转移分子2－（2′－羟基苯基）间氮杂氧茚“染料”激光特性的实验和理论研究

报道了以Ｎ２激光为泵浦光源，获得激发态分子内质子转移（ＥＳＩＰＴ）分子ＨＢＯ的激光输出现象。其激光转换效率约为１７％，调谐范围为４９５～５４０ｎｍ，最强的输出波长在５１０ｎｍ。以ＨＢＯ的激发态分子内质子转移的光物理和光化学过程为基础，建立了ＨＢＯ产生激光的动态模型，数值模拟了在宽带和窄带情况下激光输出的光谱特性和时间特性，理论计算值与实验观测值很好相符，同时证实了激发态分子内质子转移分子的激光脉冲宽度依赖于激发态分子内质子转移分子的酮式异构体的基态Ｓ′０的寿命     

2-(2''''-羟基苯基)间氮杂氧茚放大的自发辐射效应的实验和理论研究

报道了在氮分子激光泵浦下，激发态分子内质子转移分子2－（2＇－羟基苯基）间氮杂氧茚（HBO）环乙烷溶液放大的自发辐射（ASE）实验和理论研究。在环己烷溶液中，HBO的增益系数α（510um）约为1．2cm-1。在建立了HBO激发态分子内质子转移（ESIPT）的放大的自发辐射动态模型基础上，通过数值模拟得到了HBO的增益光谱和放大的自发辐射光谱，计算结果与实验很好相符，证实了HBO的酮式异构体的基态寿命更接近于260ns而非亚纳秒级。     

2—（2′—羟基苯基）间氮杂氧茚放大的自发辐射效应的实验和理论研究

报道了在氮分子激光泵浦下，激发态分子内质子转移分子２－（２′－羟基苯基）间氮杂氧茚（ＨＢＯ）环己烷溶液放大的自发辐射（ＡＳＥ）实验和理论研究，在环己溶液中，ＨＢＯ的增益系数。（５１０ｎｍ）约为１．２ｃｍ＾－１，在建立了ＨＢＯ激发态分子内质子转移（ＥＳＩＰＴ）的放大的自发辐射动态模型基础上，通过数值模拟得到了ＨＢＯ的增益光谱和放大的自发辐射光谱计算结果与实验很好相符，证实了ＨＢＯ的酮式异构体的基态寿     

激发态分子内质子转移有机分子HBT的三阶非线性光学特性

以532nm皮秒脉冲作抽运光,采用单光束Z-扫描技术对具有激发态分子内质子转移效应的有机分子2-(2′-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在其双光子吸收区的非线性光学特性进行了研究.实验结果表明,对532nm波长的光,HBT分子存在明显的双光子吸收.通过拟合开孔Z-扫描实验数据,求解了HBT分子在其双光子吸收区的非线性吸收系数,并探讨了抽运光强度对介质双光子吸收效应的影响.采用高斯分解法,通过拟合闭孔Z-扫描除以开孔Z-扫描数据,理论推导并计算了在介质对抽运光存在非线性吸收的情况下HBT分子的非线性折射率,以及不同入射光强度时HBT分子的三阶非线性极化率实部和虚部的值.计算结果表明,理论分析与实验结果较好地符合,这些结果为进一步研究和开发此类材料的应用提供了理论与实验依据.     

激发态分子内质子转移分子2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙的光谱特性

通过考察2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙(HNLSC)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了HNLSC分子在不同溶剂及酸、碱条件下的不同构型,证实了HNLSC具有典型的ESIPT特性。在非极性溶剂中分子主要以分子内氢键的闭式构型存在,这种闭式构型使分子具有ESIPT特性,在环己烷溶剂和高酸度极性溶剂中分子均表现出～415nm的正常荧光和～435nm处的反常ESIPT荧光。在极性质子溶剂中,因溶质和溶剂之间形成了分子间的氢键以及进一步去质子化,HNLSC形成了基态的溶剂化开式构型和离子构型,在吸收光谱中表现出～395nm的离子构型特征吸收。开式构型和离子构型阻断了分子内质子转移途径,因而在荧光光谱中仅表现出一个特征峰。实验进一步通过三乙胺和稀硫酸调节溶液体系的极性和酸度环境,证明在不同溶剂极性和酸度环境下,HNLSC分子不仅存在萘环上羟基变化引起的多种互变异构体间的转化平衡,同时存在—CHN—NH—CO—NH2结构域的烯醇式和酮式结构的相互转化。     

3发色团激发态分子内质子转移机理的研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对一种新合成的发色团(3)在非质子性溶剂DMSO中的激发态分子内质子转移机制进行了理论研究.基于3发色团的基态和激发态优化结构,计算得到了该发色团中与氢键相关的键长和键角的大小,以及与氢键相连接的O-H键红外振动光谱,发现分子内氢键在激发态下有增强的趋势.理论计算得到的吸收谱和荧光谱的峰值与实验测得的结果吻合得很好,证明了所采用的理论方法的正确性与合理性.最终,通过对该发色团的分子内电荷转移与电荷分布的分析,证实了激发态分子内质子转移发生的可能性,并说明了其转移过程的发生机制.     

3发色团激发态分子内质子转移机理的研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对一种新合成的发色团(3)在非质子性溶剂DMSO中的激发态分子内质子转移机制进行了理论研究.基于3发色团的基态和激发态优化结构, 计算得到了该发色团中与氢键相关的键长和键角的大小, 以及与氢键相连接的 O-H键红外振动光谱, 发现分子内氢键在激发态下有增强的趋势. 理论计算得到的吸收谱和荧光谱的峰值与实验测得的结果吻合得很好, 证明了所采用的理论方法的正确性与合理性. 最终, 通过对该发色团的分子内电荷转移与电荷分布的分析, 证实了激发态分子内质子转移发生的可能性, 并说明了其转移过程的发生机制.     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑溶液的全光开关效应

研究了激发态质子转移(ESPT)分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的光开关行为,探讨了溶剂极性对HBT分子光开光效应的影响.揭示了光开关脉冲信号的形成原因,建立了基于光诱导HBT分子激发态非线性折射效应的皮秒全光开关的理论模型.根据对时间响应函数的理论计算和实验结果分析,确定了光开关脉冲信号下降前沿和上升后沿的形成机理以及影响因素,并提出了增强光开关信号下降前沿的关断深度,提升上升后沿的恢复速度的有效途径和方法.本文工作为制成皮秒量级关断,微秒甚至纳秒量级重新打开的快速全光开关器 关键词： 全光开关 2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑(HBT) 激发态质子转移 非线性光学特性     

取代基对2-(2-羟基苯基)苯并噻唑分子内氢键及质子转移的影响:密度泛函理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)苯环羟基的邻位或对位分别引入羟基和醛基后的衍生物分子内质子转移过程,考察了取代基的电子效应及取代位置对分子内氢键和质子转移反应的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱.研究发现,HBT及其衍生物分子可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时以醇式构型稳定存在,激发态时酮式结构为优势构象.分子的最大吸收峰和发射峰主要源于电子从前线分子轨道HOMO到LUMO之间的跃迁.基态分子内质子转移需要越过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需越过较低能垒就很容易发生激发态分子内质子转移.取代基的电子效应和取代位置对HBT分子氢键强度、互变异构体的相对稳定性、电子光谱及质子转移反应的能垒均有一定影响.     

10-羟基苯并喹啉激发态分子内质子转移取代基效应的理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)计算方法研究了10-羟基苯并喹啉(HBQ)及其衍生物分子内质子转移过程,探究了取代基效应对质子转移过程的影响,研究发现,HBQ及其衍生物可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时各分子以醇式构型稳定存在,激发态时酮式构型为优势构象.各化合物的最大吸收峰和发射峰主要是电子从HOMO到LUMO之间的跃迁引起的.基态分子内质子转移(醇式→酮式)需要跃过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需跃过较低能垒就很容易发生分子内质子转移,吸电子基的引入可以使该过程的能垒降低,因此吸电子基有利于激发态质子转移.取代基效应影响化合物的光谱性质.     

苯硫酚分子内质子转移取代基效应的理论研究

在B3LYP/6-311+G(d, p)水平上研究了2-(1H-咪唑)苯硫酚(1d)、2-(噁唑)苯硫酚(2d) 、2-(噻唑)苯硫酚(3d)及其衍生物的基态质子转移过程, 探讨取代基电子效应对质子转移的影响. 结果表明: 吸电子引入后分子平面电子密度减小, N2-H1间距减小, 分子内氢键增强, 醇式到酮式质子转移能垒减小; 供电子基引入后分子平面电子密度增大, N2-H1间距增大, 分子内氢键减弱, 质子转移能垒增大. Localized orbital locator(LOL)分析表明: 取代基的引入对N1原子成键性质产生影响明显. 三者质子转移能垒大小为1d<3d<2d, 取代基引后能垒相对大小不变.     

苯硫酚分子内质子转移取代基效应的理论研究

在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上研究了2-(1H-咪唑)苯硫酚(1d)、2-(噁唑)苯硫酚(2d)、2-(噻唑)苯硫酚(3d)及其衍生物的基态质子转移过程,探讨取代基电子效应对质子转移的影响.结果表明:吸电子引入后分子平面电子密度减小,N2-H1间距减小,分子内氢键增强,醇式到酮式质子转移能垒减小;供电子基引入后分子平面电子密度增大,N2-H1间距增大,分子内氢键减弱,质子转移能垒增大.Localized orbital locator(LOL)分析表明:取代基的引入对N1原子成键性质产生影响明显.三者质子转移能垒大小为1d3d2d,取代基引后能垒相对大小不变.     

激发态质子转移分子2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑（HBT）在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移（ESWT）影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400nm光激发HBT溶液时,在510nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

黄芩素激发态分子内质子转移耦合电荷转移反应的实验和理论研究

通过稳态光谱实验和量子化学计算相结合,研究了黄芩素激发态质子转移耦合电荷转移的反应. 实验和计算中S₁态吸收峰的缺失表明S₁态是暗态. S₁暗态导致在实验中观察不到黄芩素在乙醇溶液中的荧光峰,且固体的荧光峰很弱. 黄芩素分子的前线分子轨道和电荷差异密度表明S₁态是电荷转移态,然而S₂态是局域激发态. 计算的黄芩素分子的势能曲线在激发态只有一个稳定点,这表明了黄芩素激发态分子内质子转移的过程是一个无     

纳米PIC—I／azaPIC—I混合分子聚集体光学非线性的Z—扫描研究

引入胶体ＳＰ５４，在室温下形成ＰＩＣ－Ｉ（１，１ｄｉｅｔｈｙ１－２，２－ｃｙａｎｎｉｎｅＰ－ｔｏｕｅｎｅｓｕｌ－ｆｏｎａｔｅ－Ｉｏｄｉｄｅ）／ａｚａＰＩＣ－Ｉ的Ｊ－聚集体，用Ｚ－扫描技术系统研究了室温下纳米ＰＩＣ－Ｉ／ａｚａＰＩＣ－Ｉ，有机分子聚集体三种配比下的三阶光学非线性，观测到随着延长变短，样品的三阶非线性极化率增大，我们分析和讨论了这种非线性增强的机制。     

半花菁／氮冠（醚）交替LB多层膜的二阶光学非线性性质

对一种新型的，具有双脂链的盘状非活性分子氮冠（醚）（ＮＣ）ＬＢ膜进行了表征。小角Ｘ射线衍射（ＳＡＸＤ）结果表明：纯ＮＣ分子可以形成非常好的ＬＢ膜有序结构。将它与活性分子半花菁（ＤＡＥＰ）制备成Ｙ型交替多层膜，由于半花菁分子的单脂链（长尾）可以镶嵌在ＮＣ分子的双脂链之间，改善了多层膜的结构有序性及稳定性，从而得到二次谐波强度随层数的变化在１￣１１６双层范围内显示出较理想的平方关系。通过二次谐波的测量