有機(jī)/高分子二階非線性光學(xué)材料是非線性光學(xué)材料研究中的一個重要分支,它們在光信息處理、數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。近年來,科學(xué)家們將具有高度支化結(jié)構(gòu)的樹枝狀超支化高分子引入到二階非線性光學(xué)材料的設(shè)計中,并探索它們的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。本論文在前人的研究基礎(chǔ)上,設(shè)計合成了6種新型樹枝狀超支化高分子,并對它們的二階非線性光學(xué)性能進(jìn)行了研究。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:1.通過簡便的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(ATRP),將樹枝狀生色團(tuán)引入樹枝狀超支化高分子的主鏈上,從而提高生色團(tuán)的取向穩(wěn)定性。通過原位二次諧波產(chǎn)生法測試,P1、P2和P3均表現(xiàn)出良好的二階非線性光學(xué)性能,二次諧波產(chǎn)生系數(shù)(d_(33)值)分別為105 pm/V、97 pm/V、93 pm/V,去極化溫度(d_(33)值開始衰減時的溫度)分別為72~°C、80~°C、88~°C。與含有相同類型生色團(tuán)的樹枝狀超支化高分子相比較,P1、P2和P3都表現(xiàn)出了更高的去極化溫度。2.通過取代、重氮化以及酯化反應(yīng),成功合成了兩個含有非線性光學(xué)生色團(tuán)的AB_2型單體M1和M2,并通過核磁共振譜鑒定了它們的結(jié)構(gòu)。在后續(xù)的研究工作中,我們將以M1和M2為單體單元,通過Suzuki聚合制備支化度為1的超支化高分子,并測試其二次諧波產(chǎn)生系數(shù),研究其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。3.將“樹枝狀超支化高分子”的概念引入有機(jī)光折變材料的設(shè)計中,通過陽離子聚合反應(yīng),將生色團(tuán)引入到樹枝狀超支化高分子的最外圍,有效提高生色團(tuán)的自由度,從而提高材料的光折變性能。通過二波耦合實驗測試,P4、P5和P6均表現(xiàn)出良好的光折變性能,其中,P6的二波耦合增益系數(shù)(Γ值)高達(dá)131.8cm~(-1)。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB34
【部分圖文】：

圖 1.1 常見的二階非線性光學(xué)生色團(tuán)一般狀態(tài)下，有機(jī)二階非線性光學(xué)材料中的生色團(tuán)部分，在靜電相互作趨向于無序的中心對稱排列，這樣便產(chǎn)生偶極矩相互抵消的現(xiàn)象，使材表現(xiàn)出宏觀二階非線性光學(xué)性能[17, 18]。因此，利用外加條件，破壞材料部生色團(tuán)組分的中心對稱排列，從而讓生色團(tuán)呈現(xiàn)有序排列，可以使材良好的二階非線性光學(xué)效應(yīng)。1982 年，極化高分子概念[19]的提出，為破壞有機(jī)二階非線性光學(xué)材料生形成的中心對稱結(jié)構(gòu)提供了很好的思路，可實現(xiàn)生色團(tuán)組分的有序排列色團(tuán)表現(xiàn)出宏觀非線性光學(xué)活性。如圖 1.2 所示，電場極化的原理是[6]，非線性光學(xué)生色團(tuán)的高分子材料通過特定的方式制備成高分子薄膜，由溫下，高分子鏈處于玻璃態(tài)，分子鏈中的生色團(tuán)部分很難自發(fā)定向移動，需要將高分子薄膜加熱到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上，這樣其非線性光團(tuán)部分才能易于運(yùn)動，然后加載強(qiáng)的直流電場誘導(dǎo)生色團(tuán)取向排列，極時間以后，降低溫度并繼續(xù)保持電場，從而“凍結(jié)”生色團(tuán)的取向，最

圖 1.4 高分子 3-6 的結(jié)構(gòu)及其二離原理和合適間隔基團(tuán)的概念的提出許多新的思路。具有優(yōu)異的宏觀二階性和良好光學(xué)透明性是決定有機(jī)二階要條件[29]。在合適間隔基團(tuán)的研究基色團(tuán)(Isolation chromophore)”的概念[作為間隔基團(tuán)引入到另外兩個具有較大靜電相互作用，增強(qiáng)生色團(tuán)在極化過苯作為高分子7的非線性光學(xué)生色團(tuán)生色團(tuán)，硝基偶氮苯和砜基偶氮苯同且呈現(xiàn)沒有規(guī)則的排列，高分子 10 所規(guī)則排列。對比它們的 d33值大小發(fā)現(xiàn)高分子9的 2.6 倍[30]。因此，我們可

8圖 1.5 含間隔生色團(tuán)的線型聚合物 7-10 的結(jié)構(gòu)大分子中，我們經(jīng)�？梢钥吹綐渲罱Y(jié)構(gòu)。例如，自然界中的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有效避免樹葉的聚集和重疊，使樹，進(jìn)行高效的光合作用。樹枝狀結(jié)構(gòu)分子具有高度支化富集了大量的可功能化基團(tuán)，因此具有許多獨特的光物理年，道爾化學(xué)公司的 Tomalia[33]和南佛羅里達(dá)大學(xué)的 New間報道了具有高分子量和單分散性的樹枝狀大分子(den特的分子結(jié)構(gòu)引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。根據(jù)位分離的空間構(gòu)象為球形時其生色團(tuán)將達(dá)到最大的極化效率[23人[35]合成了樹枝狀大分子 11，其結(jié)構(gòu)在整體上呈現(xiàn)三枝
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2850061