本文關(guān)鍵詞：新型雙光子吸收材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的理論研究

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【摘要】：20世紀(jì)下半葉,激光器產(chǎn)生以后,一門重要的分支學(xué)科—非線性光學(xué)出現(xiàn)。由于有機(jī)分子擁有獨(dú)特的優(yōu)勢,如介電常數(shù)低、響應(yīng)快等,促使相關(guān)人員的注意力從無機(jī)分子逐漸轉(zhuǎn)移到有機(jī)分子上來,使得有機(jī)非線性光學(xué)材料成了一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。近期,人們主要以量子化學(xué)作為理論導(dǎo)向來展開對有機(jī)分子光學(xué)性質(zhì)的研究,經(jīng)過大量而不懈的努力,人們建立了有機(jī)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系,它不僅可以解釋和預(yù)測分子材料的各種非線性光學(xué)性質(zhì),還能根據(jù)它設(shè)計(jì)出新型分子材料,為實(shí)驗(yàn)合成作指導(dǎo)。目前來看,理論上的研究主要在于尋找和設(shè)計(jì)新型有機(jī)分子,越是新構(gòu)型分子越能引起研究人員的興趣。在化學(xué)上,同分異構(gòu)現(xiàn)象很常見,近年來,人們開始對分子雙光子吸收性質(zhì)的異構(gòu)效應(yīng)展開研究,這一領(lǐng)域才剛剛萌生,有待于我們更加系統(tǒng)和全面的研究。本論文采用量子化學(xué)方法,對一系列新型有機(jī)分子的雙光子吸收特性做了理論研究,同時(shí)還應(yīng)用異構(gòu)效應(yīng),分析了研究對象的結(jié)構(gòu)與性能:一、以二乙烯硫/砜基為中心的新型電荷轉(zhuǎn)移分子雙光子吸收特性理論研究了Mon?alves課題組實(shí)驗(yàn)合成的一組新型分子結(jié)構(gòu),這類分子以二乙烯硫/砜基為中心、兩端連接不同的電子給體,我們基于B3LYP泛函,運(yùn)用響應(yīng)函數(shù),計(jì)算了它們的雙光子吸收參量,并且在相同的計(jì)算水平上研究了聯(lián)苯乙烯類強(qiáng)雙光子吸收分子的性質(zhì),將兩類分子做了比較;結(jié)合異構(gòu)現(xiàn)象,設(shè)計(jì)出了其中某一新型分子的異構(gòu)體,以此來增強(qiáng)雙光子吸收的強(qiáng)度。二、理論研究異構(gòu)對二嗪衍生物雙光子吸收性能的影響分別在氣相和二氯甲烷溶劑中利用二次響應(yīng)函數(shù)理論計(jì)算并獲取了一系列二嗪衍生物異構(gòu)分子的雙光子吸收光譜,分析了同分異構(gòu)對其雙光子吸收性質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論是在氣相中還是在溶劑中,這些異構(gòu)體的光學(xué)性質(zhì)都存在差異,不但吸收強(qiáng)度變化,吸收峰也相應(yīng)移動。如果異構(gòu)對分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響,各異構(gòu)體的雙光子吸收性質(zhì)會有明顯差別,在預(yù)測體系非線性光學(xué)性質(zhì)時(shí)需要考慮分子異構(gòu)效應(yīng)。我們的研究結(jié)果對解釋許多分子非線性光學(xué)性質(zhì)有很大幫助。本文內(nèi)容主要分為六章,第一章簡要描寫了非線性光學(xué)及雙光子吸收的發(fā)展和現(xiàn)狀;第二章為理論方法介紹;第三章對分子光學(xué)性質(zhì)(單光子吸收和雙光子吸收)的計(jì)算方法做了介紹;第四、五章主要介紹我們的兩個(gè)計(jì)算工作,第四章研究了Mon?alves課題組實(shí)驗(yàn)合成的一組新型分子結(jié)構(gòu),其主要以二乙烯硫/砜基為中心、兩端連接不同電子給體,結(jié)合同分異構(gòu)現(xiàn)象,我們還設(shè)計(jì)出了其中某一新型電荷轉(zhuǎn)移分子的異構(gòu)體,以此來增強(qiáng)雙光子吸收強(qiáng)度;在第五章,我們的第二部分工作是對二嗪衍生物的研究,研究了同分異構(gòu)對這類分子的非線性光學(xué)性質(zhì)的影響;第六章是工作匯總與展望。
【關(guān)鍵詞】：新型有機(jī)分子 同分異構(gòu)體 雙光子吸收
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O621;O437
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 綜述10-15
• 1.1 非線性光學(xué)簡述10-11
• 1.2 雙光子吸收及其應(yīng)用11-12
• 1.3 論文的研究背景及主要工作12-15
• 第二章 量子化學(xué)理論15-20
• 2.1 Hartree-Fock近似15-16
• 2.2 密度泛函理論16-17
• 2.3 含時(shí)微擾理論17-20
• 第三章 光學(xué)性質(zhì)的計(jì)算20-24
• 3.1 單光子吸收20-21
• 3.2 雙光子吸收21-24
• 第四章 以二乙烯硫/砜基為中心的新型電荷轉(zhuǎn)移分子雙光子吸收特性24-33
• 4.1 研究背景24-26
• 4.2 計(jì)算方法26
• 4.3 分子結(jié)構(gòu)26-27
• 4.4 雙光子吸收27-29
• 4.5 電荷轉(zhuǎn)移29-30
• 4.6 分子設(shè)計(jì)30-32
• 4.7 小結(jié)32-33
• 第五章 異構(gòu)對二嗪衍生物雙光子吸收性質(zhì)影響的理論研究33-45
• 5.1 研究背景33-34
• 5.2 計(jì)算方法34
• 5.3 計(jì)算結(jié)果34-44
• 5.4 小結(jié)44-45
• 第六章 總結(jié)與展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-53
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文53-54
• 致謝54

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本文編號：556369