D-π-A型苯并噻二唑衍生物的非線性光學(xué)性質(zhì)理論研究.pdf

1、具有非線性光學(xué)(NLO)活性的有機(jī)材料在激光技術(shù)、光通信、光開關(guān)、光存儲(chǔ)等現(xiàn)代高科技領(lǐng)域具有重要的地位，一直是人們研究熱點(diǎn)。這一研究領(lǐng)域的主要任務(wù)就是尋找和設(shè)計(jì)高性能的非線性光學(xué)材料。對(duì)系列有機(jī)化合物體系NLO性質(zhì)的研究結(jié)果表明具有D-π-A結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物可顯示出良好的NLO活性，經(jīng)過進(jìn)一步修飾期望開發(fā)出新一代多功能有機(jī)NLO材料。
　　本論文簡(jiǎn)單介紹了非線性光學(xué)和非線性光學(xué)材料，扼要綜述了 D-π-A型有機(jī)非線性光學(xué)材料的研究

2、進(jìn)展；簡(jiǎn)述了非線性光學(xué)的四個(gè)基礎(chǔ)理論模擬：分子軌道理論（MO）、HF自洽場(chǎng)、半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法和密度泛函理論（DFT），以及非線性光學(xué)極化率的兩種常用計(jì)算方法：有限場(chǎng)方法（FF）和完全態(tài)求和方法（SOS）。
　　本研究工作以苯并噻二唑衍生物作為母體結(jié)構(gòu)，用碳碳雙鍵或石墨烯納米帶采用對(duì)稱或非對(duì)稱方式增長(zhǎng)共軛π橋，選擇不同的推拉電子基團(tuán)設(shè)計(jì)多個(gè)系列D-π-A型苯并噻二唑衍生物，在CS Chem3D Ultra12.0平臺(tái)上，使用Mopac2

3、009程序包提供的有限場(chǎng)/AM1方法分別對(duì)目標(biāo)分子的電子結(jié)構(gòu)信息和分子的各階極化率進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)共軛π橋的不同增長(zhǎng)方式、長(zhǎng)度、不同形狀和不同取代基尤其是TNF對(duì)分子電子結(jié)構(gòu)及分子的非線性光學(xué)性質(zhì)的影響進(jìn)行研究。計(jì)算結(jié)果表明：共軛鏈長(zhǎng)接近時(shí)，相對(duì)于碳碳雙鍵增長(zhǎng)共軛π橋而言，石墨烯納米帶對(duì)D-π-A型有機(jī)物的非線性光學(xué)極化率的影響要顯著；相對(duì)于非對(duì)稱性增長(zhǎng)共軛π橋的目標(biāo)分子而言，對(duì)稱性增長(zhǎng)共軛π橋的目標(biāo)分子的β和γ隨著共軛鏈的增長(zhǎng)起伏性變化

4、較明顯；共軛π橋較短時(shí)分子的二階極化率(β)和三階極化率(γ)與共軛鏈長(zhǎng)的線性相關(guān)性較好，而當(dāng)共軛鏈長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí),分子的二價(jià)極化率和三階極化率隨著共軛鏈的增長(zhǎng)而呈起伏性變化；共軛鏈長(zhǎng)對(duì)含苯并噻二唑直線型共軛π橋的分子的極化率比D-GNR-A分子和角型共軛π橋的分子的極化率影響程度大；推電子基團(tuán)的供電子能力越強(qiáng)，拉電子基團(tuán)的吸電子能力越強(qiáng)，共軛π橋的電荷轉(zhuǎn)移程度越大，非線性極化率也越大，同時(shí)發(fā)現(xiàn)三硝基呋喃比三氰基呋喃的吸電子能力更強(qiáng)，對(duì)非線性