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)活性的有機材料在激光技術(shù)、光通信、光開關(guān)、光存儲等現(xiàn)代高科技領(lǐng)域具有重要的地位，一直是人們研究熱點。這一研究領(lǐng)域的主要任務(wù)就是尋找和設(shè)計高性能的非線性光學(xué)材料。對系列有機化合物體系NLO性質(zhì)的研究結(jié)果表明具有D-π-A結(jié)構(gòu)的有機化合物可顯示出良好的NLO活性，經(jīng)過進一步修飾期望開發(fā)出新一代多功能有機NLO材料。
　　本論文簡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型有機非線性光學(xué)材料的研究

2、進展；簡述了非線性光學(xué)的四個基礎(chǔ)理論模擬：分子軌道理論（MO）、HF自洽場、半經(jīng)驗計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算方法：有限場方法（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稱或非對稱方式增長共軛π橋，選擇不同的推拉電子基團設(shè)計多個系列D-π-A型苯并噻二唑衍生物，在CS Chem3D Ultra12.0平臺上，使用Mopac2

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

4、較明顯；共軛π橋較短時分子的二階極化率(β)和三階極化率(γ)與共軛鏈長的線性相關(guān)性較好，而當共軛鏈長較長時,分子的二價極化率和三階極化率隨著共軛鏈的增長而呈起伏性變化；共軛鏈長對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；推電子基團的供電子能力越強，拉電子基團的吸電子能力越強，共軛π橋的電荷轉(zhuǎn)移程度越大，非線性極化率也越大，同時發(fā)現(xiàn)三硝基呋喃比三氰基呋喃的吸電子能力更強，對非線性