含长链β-二酮环金属铂配合物的电子光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

在B3LYP/LanL2DZ(6-31＋＋G**)理论水平对标题化合物进行结构优化和电子光谱与二阶非线性光学性质计算. 结果显示, 重金属的配合导致Pt原子与苯环, 吡啶环, β-二酮羰基环构成较大的共轭体系, 使得分子由基态到第一激发态的p→p*和n→p*跃迁伴随MLCT电荷转移, 对应的最大吸收波长在406 nm左右, 属于近紫外区, β-二酮碳链的长度对结构和电子光谱影响很小, 与实验结果一致. 长链β-二酮环金属铂配合物分子具有较好的非线性光学性质.     

螺旋共轭化合物的结构光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

用ＡＭ１和ＩＮＤＯ／ＣＩ方法研究了螺旋共轭化合物（ｎ＝１～５）的结构和电子光谱,并在此基础上,用完全态求和公式（ＳＯＳ）自编程序计算了二阶非线性光学系数,从理论上研究了１,４－环己二烯环数增加时对二阶非线性光学性质的影响     

过渡金属偶氮苯衍生物二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用含时密度泛函理论方法(TDDFT)计算了IB族过渡金属及第5周期的金属杂化偶氮苯生色团的二阶非线性光学极化率。研究了金属杂化偶氮苯生色团的电子激发跃迁。结果表明, 与金属离子络合后的杂化偶氮苯生色团, 二阶非线性光学极化率明显改变, 是金属的推拉电子效应的结果。IB族金属的在原有机偶氮苯共轭体系的电荷转移方向的强拉电子效应, 增大了电荷转移范围, 使二阶非线性光学极化率增大。与Nb络合的杂化生色团, 沿原电荷转移相反的方向拉动电荷, 电荷转移跃迁局限于金属离子附近, 未能产生大的激发跃迁偶极矩, 体系的二阶非线性光学响应因而降低。激发跃迁能量是另一个主要影响因素, 同一类跃迁中, 金属杂化生色团的跃迁能量越低, 其二阶非线性光学响应就越大。络合Rh的生色团与Nb杂化生色团类似, 电荷转移跃迁范围都比较小, 同时由于Rh与羧基结合时几乎垂直羧基平面, 电荷同时沿X, Y方向转移跃迁, 属于二维电荷转移类型。     

含咔唑生色团的有机芳香杂环分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G^*方法, 对一系列含咔唑生色团的有机芳香杂环分子进行结构优化, 并采用有限场(FF)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法在6-311G^**水平上探讨了体系的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱. 结果表明, 咔唑取代基推或拉电子能力的改变和引入芳香杂环对研究分子的极化率α和二阶NLO系数β值都有较大影响. 当取代基分别连有拉电子硝基和推电子羟基, 以及引入呋喃杂环都可以使体系分子的β值随分子的最大吸收波长λ_max的增大而减小(蓝移). 该系列化合物兼具有很大的二阶非线性响应与良好的透光范围, 避免了“非线性-透光性”矛盾, 可能在非线性材料领域中有很大的潜在应用价值.     

吡啶二亚胺过渡金属配合物的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法,对8个吡啶二亚胺配合物的几何结构、电子光谱和二阶非线性光学(NLO)性质进行了计算和分析.结果表明,配合物的极化率受副配体和中心金属离子的影响不大,副配体对配合物二阶NLO系数的影响也不明显.随金属离子d电子数的增加,配合物二阶NLO系数(β)有所减小,同一族金属离子随半径增大,其配合物相应的βtot值增加.配合物中的金属离子起到供电子作用时,配合物最大振子强度下的跃迁能较小,其相应的βtot值较大.     

樟脑型β-二酮环金属铂配合物的电子光谱和二阶非线性光学性质的DFT研究

对标题化合物分子的理论研究表明,樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子由基态到第一,第二激发态的π→π^*跃迁伴随MLCT电荷转移。β-二酮羰基环上引入供电基-CH₃,-C₆H₅与吸电基-CF₃,-C₃F₇的最大吸收波长分别位于374～410 nm范围,位于近紫外区。β-二酮羰基环上和配体苯环上引入供电子基团,樟脑型β-二酮环金属铂配合物分子显示更良好的非线性光学性质。     

卟啉-碳硼烷-硼亚甲基二吡咯三元化合物二阶非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对卟啉-碳硼烷-硼亚甲基二吡咯(BODIPY)三元化合物的几何结构、 吸收光谱及二阶非线性光学(NLO)特性进行计算分析. 结果表明, V型化合物的静态第一超极化率(β_tot)大于相应直线型化合物, 且延长共轭链可提高体系的β_tot. 分析体系的电子密度差分图得出, 化合物氧化还原态的电荷转移方式与本征态相比发生了改变, 从而使其二阶NLO性质发生明显变化. 含频第一超极化率计算结果表明, 在一定范围内频率对化合物有较小的色散效应. 因此, 通过延长二维化合物的共轭链及氧化还原反应, 可以有效调控其二阶NLO响应.     

含Schiff碱基噻唑衍生物二阶NLO性质的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-311G**方法,对一系列含Schiff碱基噻唑衍生物的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱进行了研究.结果表明,分子中推、拉电子取代基强度的提高,噻唑环数的增加以及Schiff碱基的引入有利于提高分子的βtot值.光谱数据显示,分子中HOMO轨道向LUMO,LUMO+2及LUMO+3轨道的电子跃迁对分子的电子光谱有重要贡献.该系列化合物由于具有较大的二阶NLO响应与良好的透光范围,可以作为潜在的NLO材料.     

巴比妥酸葡萄糖基取代衍生物电子光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

应用量子化学AM1半经验方法分别对巴比妥酸及硫代巴比妥酸的葡萄糖基系列取代衍生物B_1-5和T_1-5进行几何优化。基于优化后的稳定构型，利用INDO/CI方法计算其电子光谱。同时，根据完全态求和(SOS)公式计算其二阶非线性光学系数。结果显示，当葡萄糖基单元数增加时，无论是巴比妥酸衍生物还是硫代巴比妥酸衍生物，|β_μ| 均增大，尤其是硫代巴比妥酸衍生物增大更为显著，表明此种非共轭取代基同样可以改善材料的非线性光学性质。此外，随葡萄糖基链增长时，光谱的变化并不十分显著，且由于所有吸收带均在紫外光区内，因此推测所有体系均有望成为具有高度透明性的非线性光学侯选材料。     

反式-双(二甲基苯膦)铂配合物二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对两种反式-双(二甲基苯膦)铂配合物的几何构型进行优化,在获得稳定构型基础上,利用TD-B3LYP方法得到体系的UV-Vis吸收光谱,并用有限场(FF/B3LYP)方法探讨体系的二阶非线性光学性质(NLO).结果表明,此类铂配合物具有较大的二阶极化率,以及在可见光范围内透明等优点,是具有很好应用前景的非线性光学材料.     

Theoretical Studies on Electronic Spectra and Second-order Nonlinear Optical Properties of Glucosyl Substituted Barbituric Acid Derivatives

AMI semi-empirical method was used to optimize the barbituric acid derivatives substituted with glucosyl B1-5 （series B）, and the thiobarbituric acid derivatives substituted with glucosyl T1-5 （series T）. Based on the optimized structures, INDO/CI method was adopted to calculate the electronic spectra. Meanwhile, the second-order nonlinear optical （NLO） coefficients βμ were calculated with the sum-over-state （SOS） formula. The results show that when the number of glucosyl units was increased, ｜βμ｜ values of the barbituric and thiobarbituric acid derivatives were both enhanced, especially for thiobarbituric acid derivatives. It indicates that non-conjugated substituted group could also improve NLO properties of materials when the number of repeated units was increased. Additionally, the absorption bands appearing in UV area are consistent with the proper change of the number of glucosyl units, and consequently it can be concluded that the high transparencies of all systems were scarcely varied.     

8-羟基喹啉过渡金属配合物电子光谱和二阶非线性光学性质的 DFT研究

使用含时密度泛函理论(TDDFT)B3LYP方法计算了IB, IIB, VIIIB过渡金属与8-羟基喹啉络合(MQ)后, 配合物的电子光谱以及二阶非线性光学性质. 结果表明, 掺杂过渡金属后, 形成络合物的能隙值减小100～150 kJ/mol, 最大吸收波长红移150～200 nm左右. 电子从基态到激发态的跃迁主要为p→p*, n→p*跃迁, 属于LLCT, MLCT过程. IB的络合物MQ以及VIIIB的络合物MQ3表现出良好的非线性光学性质.     

Structure and Nonliear Optical Properties of a Fluoroalkyl Chain Containing Biphenylester Liquid Crystal Molecules

Density functional theory and finite field FF method were employed to investigate the fluoroalkyl chain containing biphenylester liquid crystal molecules,and the results showed that the lowest-energy excitation was obtained from HOMO to LUMO with π→π* transition,and the absorption wavelength was obtained at around 390 nm,belonging to the near UV absorption area.It is found that the title compound molecules display good nonlinear optical properties,and the values of the second-and third-non-linear optical properties are 35 × 10-30 and 32 × 10-35 esu,respectively.     

新型不对称型金属卟啉的谱学性质及非线性光学性质研究

本文合成了几种新型吡啶基修饰的不对称卟啉和金属卟啉,并用核磁、质谱、元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱等方法进行了表征,分子模拟研究得到了与光谱分析一致的结果。通过Z-扫描实验对卟啉配合物的非线性光学性质进行了详细研究,这些样品在激光作用下,在532 nm处显示出了强烈的非线性吸收,且取代基位置和金属的不同,均会对三阶非线性折射率的大小产生很大的影响。     

巴比妥酸苯胺取代衍生物二阶非线性光学性质和电子光谱的INDO/CI研究

利用量子化学密度泛函理论（DFT）B3LYP方法，在6-31G~*基组下对巴比妥酸 苯胺取代衍生物体系BA1～BA5进行几何结构优化，以优化后的构型为基础，应用 INDO/CI方法进行电子光谱计算，并结合实验数据进行了分析，同时应用完全态求 和（SOS）公式计算二阶非线性光学（NLO）系数β_μ,设计的系列体系中β_μ最 大值可达到65.47×10~(-30)esu。进一步探讨了体系的共轭性和烷基取代基链的长 度对二者的影响，结果表明，体系的共轭程度越高，烷基取代基的链长度赵长，体 系β_μ值越大，而λ_max红移。     

Lindqvist型钼酸盐修饰的碳纳米管二阶非线性光学性质的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)方法研究了[Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管的非线性光学(NLO)性质. 结果表明, [Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管作为特殊的有机-无机杂化体系, 具有显著的二阶非线性光学响应. 通过调整[Mo₆O₁₉]^2-与纳米管之间的角度, 体系的稳定性显示出规律性的变化趋势, 且二阶NLO响应发生了变化. 对静场二阶极化率(β_vec)有主要贡献的电子跃迁特征表明, [Mo₆O₁₉]^2-与碳纳米管之间角度的改变影响了分子内的给受体特征. 当角度达到30°时, 化合物显示出最大的β_vec值, 此时杂多阴离子簇为电子受体, 而碳纳米管为电子给体. 此外, 在碳纳米管的端位连接电子给体(如氨基)可有效地增大β_vec值.     

一类五核平面开口型过渡金属原子簇电子吸收光谱和二阶非线性光学性质的TDDFT研究

运用TDDFT B3LYP/LanL2DZ方法, 研究了一类具有非中心对称的五核平面开口构型过渡金属原子簇化合物[MoS₄Cu₄(py)₆X₂] (X＝Br, I)的电子吸收光谱和静态二阶非线性极化率, 估算了晶体的宏观二阶非线性光学系数. 电子吸收光谱的计算结果与实验测量结果比较符合; 碘系簇合物的静态二阶非线性极化率大于溴系. 详细讨论了该类金属簇合物电子吸收光谱的归属及其相关联的电子跃迁方式; 在微观水平上阐述了其二阶非线性光学性质的起源. 研究结果表明外围无机卤素配体4p/5p轨道到簇芯[MoS₄]杂化轨道的电子转移对静态二阶非线性极化率的贡献大于有机配体的贡献; 而过渡金属簇芯内的电子转移也有较大的贡献. 这对于理解过渡金属原子簇化合物内的电子转移对光学激发的作用以及用来设计新的无机-有机杂化二阶非线性光学材料有较大的帮助.     

吡唑啉-噁二唑类有机分子的电子光谱和二阶非线性光学性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-31＋G＊水平上对吡唑啉-噁二唑类（A1～A10）10个分子进行几何构型优化,在此基础上进行自然界轨道电荷分析,采用TD-DFT（TDB3LYP/6-31＋G＊）计算电子吸收光谱,有限场FF方法（B3LYP/6-31＋＋G＊＊）计算二阶非线性光学性质？0.计算结果表明,此类分子的？0值...