含咔唑生色团的有机芳香杂环分子的二阶非线性光学性质

赵岷 张元 王璐

引用本文: 赵岷, 张元, 王璐. 含咔唑生色团的有机芳香杂环分子的二阶非线性光学性质[J]. 物理化学学报, 2011, 27(03): 584-588. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110316 shu
Citation:  ZHAO Min, ZHANG Yuan, WANG Lu. Second-Order Nonlinear Optical Properties of Organic Heteroaromatic Molecules with Carbazole Chromophores[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(03): 584-588. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110316 shu

含咔唑生色团的有机芳香杂环分子的二阶非线性光学性质

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20871022)资助项目 (20871022)

摘要:

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法, 对一系列含咔唑生色团的有机芳香杂环分子进行结构优化, 并采用有限场(FF)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法在6-311G**水平上探讨了体系的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱. 结果表明, 咔唑取代基推或拉电子能力的改变和引入芳香杂环对研究分子的极化率α和二阶NLO系数β值都有较大影响. 当取代基分别连有拉电子硝基和推电子羟基, 以及引入呋喃杂环都可以使体系分子的β值随分子的最大吸收波长λmax的增大而减小(蓝移). 该系列化合物兼具有很大的二阶非线性响应与良好的透光范围, 避免了“非线性-透光性”矛盾, 可能在非线性材料领域中有很大的潜在应用价值.

English

    1. [1]

      (1) Geskin, V. M.; Lambert, C.; Bredas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15651.

      (1) Geskin, V. M.; Lambert, C.; Bredas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15651.

    2. [2]

      (2) Andreu, R.; Blesa, M. J.; Carrasquer, L.; Garin, J.; Orduna, J.; Villacampa, B.; Alcala, R.; Casado, J.; Delgado, M. C. R.; Navarrete, J. T. L.; Allain, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8835.(2) Andreu, R.; Blesa, M. J.; Carrasquer, L.; Garin, J.; Orduna, J.; Villacampa, B.; Alcala, R.; Casado, J.; Delgado, M. C. R.; Navarrete, J. T. L.; Allain, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8835.

    3. [3]

      (3) Humphrey, J. L.; Lott, K. M.; Wright, M. E.; Duciauskas, D. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21496.(3) Humphrey, J. L.; Lott, K. M.; Wright, M. E.; Duciauskas, D. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21496.

    4. [4]

      (4) Liu, C. G.; Qiu, Y. Q.; Su, Z. M.; Yang, G. C.; Sun, S. L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7021.(4) Liu, C. G.; Qiu, Y. Q.; Su, Z. M.; Yang, G. C.; Sun, S. L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7021.

    5. [5]

      (5) Rao, V. P.; Jen, A. K. Y.; Wong, K. Y.; Drost, K. J. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 1747.(5) Rao, V. P.; Jen, A. K. Y.; Wong, K. Y.; Drost, K. J. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 1747.

    6. [6]

      (6) Hsu, C. C.; Shu, C. F.; Huang, T. H.; Wang, C. H.; Lin, J. L.; Wang, Y. K.; Zang, Y. L. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 466.(6) Hsu, C. C.; Shu, C. F.; Huang, T. H.; Wang, C. H.; Lin, J. L.; Wang, Y. K.; Zang, Y. L. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 466.

    7. [7]

      (7) Bai, H. T.; Lin, H. C.; Luh, T. Y. J. Org. Chem. 2010, 75, 4591.(7) Bai, H. T.; Lin, H. C.; Luh, T. Y. J. Org. Chem. 2010, 75, 4591.

    8. [8]

      (8) Umeyama, T.; Takamatsu, T.; Tezuka, N.; Matano, Y.; Araki, Y.; Wada, T.; Yoshikawa, O.; Sagawa, T.; Yoshikawa, S.; Imahori, H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10798.(8) Umeyama, T.; Takamatsu, T.; Tezuka, N.; Matano, Y.; Araki, Y.; Wada, T.; Yoshikawa, O.; Sagawa, T.; Yoshikawa, S.; Imahori, H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10798.

    9. [9]

      (9) Li, Q. Q.; Lu, C. G.; Zhu, J.; Fu, E. Q.; Zhong, C.; Li, S. Y.; Cui, Y. P.; Qin, J. G.; Li, Z. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 4545.(9) Li, Q. Q.; Lu, C. G.; Zhu, J.; Fu, E. Q.; Zhong, C.; Li, S. Y.; Cui, Y. P.; Qin, J. G.; Li, Z. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 4545.

    10. [10]

      (10) Christopher, R. M.; Brian, J. M.; Lawrence, C. N.; Michael, A. M.; Eric L, H.; Benjamin A, B. J. Org. Chem. 2004, 69, 8239.(10) Christopher, R. M.; Brian, J. M.; Lawrence, C. N.; Michael, A. M.; Eric L, H.; Benjamin A, B. J. Org. Chem. 2004, 69, 8239.

    11. [11]

      (11) Ma, J.; Li, S.; Jiang, Y. Macromolecules 2002, 35, 1109.(11) Ma, J.; Li, S.; Jiang, Y. Macromolecules 2002, 35, 1109.

    12. [12]

      (12) Dalton, L.; Davies, J.; Elan van, A.; Sullivan, P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10565.(12) Dalton, L.; Davies, J.; Elan van, A.; Sullivan, P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10565.

    13. [13]

      (13) Song, N. H.; Ma, X. H.; Liang, R.; Yang, F.; Zhao, Z. H.; Zhang, A. X.; Zhou, Q. F.; Zhang, J. P. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1756.(13) Song, N. H.; Ma, X. H.; Liang, R.; Yang, F.; Zhao, Z. H.; Zhang, A. X.; Zhou, Q. F.; Zhang, J. P. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1756.

    14. [14]

      (14) Qian, Y. Dyes Pigments 2008, 76, 277.(14) Qian, Y. Dyes Pigments 2008, 76, 277.

    15. [15]

      (15) Albert, D. L.; Marks, T. J.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6575.(15) Albert, D. L.; Marks, T. J.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6575.

    16. [16]

      (16) Luo, S. S.; Qiu, Y. Q.; Liu, X. D.; Liu, C. G.; Su, Z. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1867.(16) Luo, S. S.; Qiu, Y. Q.; Liu, X. D.; Liu, C. G.; Su, Z. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1867.

    17. [17]

      [罗姗姗, 仇永清, 刘晓东, 刘春光, 苏忠民. 物理化学学报, 2009, 25, 1867.][罗姗姗, 仇永清, 刘晓东, 刘春光, 苏忠民. 物理化学学报, 2009, 25, 1867.]

    18. [18]

      (17) Srinivas, K.; Sitha, S.; Rao, V. J.; Bhanuprakash, K. Opt. Mater. 2006, 28, 1006.(17) Srinivas, K.; Sitha, S.; Rao, V. J.; Bhanuprakash, K. Opt. Mater. 2006, 28, 1006.

    19. [19]

      (18) Milian, B.; Orti, E.; Hernandez, V.; Navarrete, J. T. L.; Otsubo, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12175.(18) Milian, B.; Orti, E.; Hernandez, V.; Navarrete, J. T. L.; Otsubo, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12175.

    20. [20]

      (19) Bo, D. S.; Ren, A. M.; Feng, J. K.; Yang, L. Chem. J. Chin. Univ. 2007, 28, 955.(19) Bo, D. S.; Ren, A. M.; Feng, J. K.; Yang, L. Chem. J. Chin. Univ. 2007, 28, 955.

    21. [21]

      [薄冬生, 任爱民, 封继康, 杨 丽. 高等学校化学学报, 2007, 28, 955.][薄冬生, 任爱民, 封继康, 杨 丽. 高等学校化学学报, 2007, 28, 955.]

    22. [22]

      (20) Thomas, K. R. J.; Lin, J. T.; Tao, Y. T.; Ko, C. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9404.(20) Thomas, K. R. J.; Lin, J. T.; Tao, Y. T.; Ko, C. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9404.

    23. [23]

      (21) Hua, J. L.; Zhang, W.; Luo, J. D.; Qin, J. G.; Sheng, Y.; Lu, Z. H. J. Chem. Res. -S 2001, 10, 418.(21) Hua, J. L.; Zhang, W.; Luo, J. D.; Qin, J. G.; Sheng, Y.; Lu, Z. H. J. Chem. Res. -S 2001, 10, 418.

    24. [24]

      (22) Panthi, K.; Adhikari, R. M.; Kinstle, T. H. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4542.(22) Panthi, K.; Adhikari, R. M.; Kinstle, T. H. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4542.

    25. [25]

      (23) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.(23) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.

    26. [26]

      (24) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.(24) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.

    27. [27]

      (25) Kanis, D. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Chem. Rev. 1994, 94, 195.(25) Kanis, D. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Chem. Rev. 1994, 94, 195.

    28. [28]

      (26) Radovic, L. R.; Karra, M.; Skokova, K.; Thrower, P. A.; Carta, G.; Cincotti, A.; Tretiak, S.; Chernyak, V.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. Lett. 1998, 287, 75.

      (26) Radovic, L. R.; Karra, M.; Skokova, K.; Thrower, P. A.; Carta, G.; Cincotti, A.; Tretiak, S.; Chernyak, V.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. Lett. 1998, 287, 75.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1080
  • 文章访问数:  3378
  • HTML全文浏览量:  101
文章相关
  • 发布日期:  2011-03-03
  • 收稿日期:  2010-10-07
  • 网络出版日期:  2011-01-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章