離子型非線性光學有機新材料OHB-T的設計、合成與特性研究
發(fā)布時間：2021-08-29 23:32
隨著光電子技術的發(fā)展,非線性光學材料特別是有機非線性光學晶體成為了不可缺少的關鍵材料。有機非線性光學晶體由于在頻率轉換、太赫茲成像與光譜、光學信息處理與光信號控制等方面的潛在應用需求帶來了巨大的發(fā)展契機。由于非線性光學性質與分子結構密切相關,各種新型的有機非線性光學晶體已經被設計并研制出來。這些晶體相當一部分以離子型非線性光學有機晶體4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶基對甲苯磺酸鹽（DAST）為基準,并將各類取代基團用于調整陰、陽離子的結構以及晶體的空間排列取向。據(jù)此,本論文研制出了一種離子型非線性光學有機新材料2-（4-羥基苯乙烯基）甲基苯并噻唑對甲苯磺酸鹽（OHB-T）,并從設計、合成到性能方面進行了系統(tǒng)研究。主要研究內容包括:（1）設計了一種離子型非線性光學有機新材料2-（4-羥基苯乙烯基）甲基苯并噻唑對甲苯磺酸鹽（OHB-T）。同時,確定了OHB-T的分子結構和空間排列方式,即以羥基-苯乙烯基-苯并噻唑基為D-π-A陽離子結構,對甲苯磺酸鹽作為陰離子結構,陰陽離子組成有機小分子在空間有序排列。并且,還計算了OHB-T晶體的電子結構（能帶和態(tài)密度）和光學性質（復介電常數(shù)、折射...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
基于無中心核DAS的DAST晶體的超分子相互作用
電子科技大學碩士學位論文4圖1-1（續(xù)）基于無中心核DAS的DAST晶體的超分子相互作用。（a）化學結構；（b）無中心排列；（c）交替的陽離子層和陰離子層；（d）陽離子層；（e）陰離子層[7]有機吡啶鹽晶體DAST具有較大的非線性光學系數(shù)和較高的電光系數(shù)：在波長為1535nm和720nm處測得的電光系數(shù)分別約為47pmV-1和92pmV-1[4]，在基波波長1318nm和1907nm處通過SHG測試得到的對角非線性光學極化率分別為2020pmV-1和420pmV-1[45,46]。但是，理論計算的DAST宏觀極化率的上限目前還沒有達到。即使如此，隨著有機非線性光學材料的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了DAST晶體存在的一些不足之處：（1）難以得到高純度的生長原料。由于DAST原料在合成的過程中會出現(xiàn)多種副產物，這些副產物也會溶于甲醇溶液，這對晶體生長的成核過程、溶液的穩(wěn)定性和晶體的生長過程都是不利的；（2）像DAST這樣高質量的非線性光學大體積單晶或薄膜有機晶體的生長仍然是一個緊迫的挑戰(zhàn)[43]。培育高質量和大尺寸的DAST晶體通常需要一到兩個月的時間，并且生長過程要求溫度波動高、控制精度高，同時，DAST晶體的厚度控制也是非常具有挑戰(zhàn)性的，需要特殊的晶體工程技術或復雜的切割和拋光過程[24]；（3）在太赫茲波段，DAST會表現(xiàn)出特別強烈的吸收和色散，這樣極不利于獲得連續(xù)寬帶的太赫茲光源。這是因為，強烈的吸收會降低THz波產生效率，而強烈的色散也會造成相位匹配難以實現(xiàn)[47]。因此，研制比DAST具有更優(yōu)的非線性光學性質和更好的晶體生長能力的新型有機晶體，擴大有機NLO材料在非線性光學及太赫茲光子學等領域的應
第一章緒論7圖1-2基于具有1,2-喹啉電子受體的無中心核結構HMQ和OHQ晶體的超分子相互作用。（a）HMQ-T的化學結構；（b）HMQ-T晶體的分子堆積圖；（c）OHQ-T晶體的分子堆積圖[7]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]非線性有機材料DAST的研究及應用[J]. 谷雨,許向東,連宇翔,李欣榮,范凱,成曉夢,王福,戴澤林,XU Jimmy. 光譜學與光譜分析. 2019(03)
[2]有機電光晶體4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽的太赫茲光譜研究[J]. 連宇翔,戴澤林,許向東,谷雨,李欣榮,王福,楊春,成曉夢,周華新. 物理學報. 2017(24)
[3]有機非線性光學晶體DAST及其在太赫茲領域的應用研究進展[J]. 馬玉哲,鐘德高,曹麗鳳,紀少華,郝倫,唐捷,滕冰. 中國科學:技術科學. 2017(11)
[4]差頻可調諧太赫茲技術的新進展[J]. 柴路,牛躍,栗巖鋒,胡明列,王清月. 物理學報. 2016(07)
[5]有機晶體材料DAST和DSTMS的電子結構與光學性質[J]. 吳仁珍,方振興,劉平,曹全貞,邱美,李奕,陳文凱,黃昕,章永凡. 物理化學學報. 2013(12)
[6]非線性光學有機晶體材料的研究進展[J]. 李亮,尹建紅,曹珺,楊洲. 化學通報. 2011(05)
[7]非線性光學晶體4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽的制備與性能研究[J]. 牛睿祺,董慧茹,王云平. 物理學報. 2007(07)
碩士論文
[1]DAST晶體的控制生長及其光學特性研究[D]. 周華新.電子科技大學 2019
[2]柔性太赫茲吸波器的設計與制作[D]. 王福.電子科技大學 2018
[3]新型有機非線性光學材料的設計制備及性能研究[D]. 陳壘.電子科技大學 2016
[4]噻唑類分子光譜和熱力學性質的理論計算[D]. 徐布一.四川師范大學 2010
本文編號：3371592
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
基于無中心核DAS的DAST晶體的超分子相互作用
電子科技大學碩士學位論文4圖1-1（續(xù)）基于無中心核DAS的DAST晶體的超分子相互作用。（a）化學結構；（b）無中心排列；（c）交替的陽離子層和陰離子層；（d）陽離子層；（e）陰離子層[7]有機吡啶鹽晶體DAST具有較大的非線性光學系數(shù)和較高的電光系數(shù)：在波長為1535nm和720nm處測得的電光系數(shù)分別約為47pmV-1和92pmV-1[4]，在基波波長1318nm和1907nm處通過SHG測試得到的對角非線性光學極化率分別為2020pmV-1和420pmV-1[45,46]。但是，理論計算的DAST宏觀極化率的上限目前還沒有達到。即使如此，隨著有機非線性光學材料的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了DAST晶體存在的一些不足之處：（1）難以得到高純度的生長原料。由于DAST原料在合成的過程中會出現(xiàn)多種副產物，這些副產物也會溶于甲醇溶液，這對晶體生長的成核過程、溶液的穩(wěn)定性和晶體的生長過程都是不利的；（2）像DAST這樣高質量的非線性光學大體積單晶或薄膜有機晶體的生長仍然是一個緊迫的挑戰(zhàn)[43]。培育高質量和大尺寸的DAST晶體通常需要一到兩個月的時間，并且生長過程要求溫度波動高、控制精度高，同時，DAST晶體的厚度控制也是非常具有挑戰(zhàn)性的，需要特殊的晶體工程技術或復雜的切割和拋光過程[24]；（3）在太赫茲波段，DAST會表現(xiàn)出特別強烈的吸收和色散，這樣極不利于獲得連續(xù)寬帶的太赫茲光源。這是因為，強烈的吸收會降低THz波產生效率，而強烈的色散也會造成相位匹配難以實現(xiàn)[47]。因此，研制比DAST具有更優(yōu)的非線性光學性質和更好的晶體生長能力的新型有機晶體，擴大有機NLO材料在非線性光學及太赫茲光子學等領域的應
第一章緒論7圖1-2基于具有1,2-喹啉電子受體的無中心核結構HMQ和OHQ晶體的超分子相互作用。（a）HMQ-T的化學結構；（b）HMQ-T晶體的分子堆積圖；（c）OHQ-T晶體的分子堆積圖[7]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]非線性有機材料DAST的研究及應用[J]. 谷雨,許向東,連宇翔,李欣榮,范凱,成曉夢,王福,戴澤林,XU Jimmy. 光譜學與光譜分析. 2019(03)
[2]有機電光晶體4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽的太赫茲光譜研究[J]. 連宇翔,戴澤林,許向東,谷雨,李欣榮,王福,楊春,成曉夢,周華新. 物理學報. 2017(24)
[3]有機非線性光學晶體DAST及其在太赫茲領域的應用研究進展[J]. 馬玉哲,鐘德高,曹麗鳳,紀少華,郝倫,唐捷,滕冰. 中國科學:技術科學. 2017(11)
[4]差頻可調諧太赫茲技術的新進展[J]. 柴路,牛躍,栗巖鋒,胡明列,王清月. 物理學報. 2016(07)
[5]有機晶體材料DAST和DSTMS的電子結構與光學性質[J]. 吳仁珍,方振興,劉平,曹全貞,邱美,李奕,陳文凱,黃昕,章永凡. 物理化學學報. 2013(12)
[6]非線性光學有機晶體材料的研究進展[J]. 李亮,尹建紅,曹珺,楊洲. 化學通報. 2011(05)
[7]非線性光學晶體4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽的制備與性能研究[J]. 牛睿祺,董慧茹,王云平. 物理學報. 2007(07)
碩士論文
[1]DAST晶體的控制生長及其光學特性研究[D]. 周華新.電子科技大學 2019
[2]柔性太赫茲吸波器的設計與制作[D]. 王福.電子科技大學 2018
[3]新型有機非線性光學材料的設計制備及性能研究[D]. 陳壘.電子科技大學 2016
[4]噻唑類分子光譜和熱力學性質的理論計算[D]. 徐布一.四川師范大學 2010
本文編號：3371592
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