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二维电荷转移结构轮烯衍生物光学性质理论研究

韩奎 李明雪 李海鹏 吴玉喜 唐刚 吴琼华 童星 钟琪

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二维电荷转移结构轮烯衍生物光学性质理论研究

韩奎, 李明雪, 李海鹏, 吴玉喜, 唐刚, 吴琼华, 童星, 钟琪

The relationships study of structure-nonlinear optical property of two-dimensional charge transfer molecules substituted annulenes

Han Kui, Li Ming-Xue, Li Hai-Peng, Wu Yu-Xi, Tang Gang, Wu Qiong-Hua, Tong Xing, Zhong Qi
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  • 以一系列轮烯衍生物为目标分子,运用MP2和TD-DFT方法在6-31G(d)基组水平上计算了分子一阶超极化率β和紫外吸收光谱, 研究了分子结构和非线性光学性能的关系. 研究发现, 本文中的二维电荷转移(2DCT)分子2—6均具有较大的β值, 且紫外吸收光谱最大吸收峰和相对应的一维电荷转移(1DCT)分子8和9相比发生蓝移, 这对解决"非线性效率-透光性的矛盾"给予了很大启示. 对于2DCT分子2—7, 分子一阶超极化率的大小和分子构型关系密切, 随着键长交替(BLA)的增加,分
    The molecular first hyperpolarizabilities β and ultraviolet spectra of two-dimensional charge transfer (2DCT) substituted annulenes by employing MP2 and TD-DFT approach, respectively. It is found that these 2DCT molecules 2—6 possess larger β values and blue-shifted absorption spectra in comparison with 1DCT molecules 8 and 9. It is helpful to solve the nonlinearity-transparency trade-off. For 2DCT molecules 2—7, values of β depend on the band length alternation (BLA) and when the BLA increases, the values of β decrease. Moreover, there is not a relationship between β and HOMO-LUMO energy gap ΔEHL for 2DCT molecules. The maximum absorption wavelength λmax of 2DCT molecules originates from deeper energy level orbital transition than HOMO→LUMO transition.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10674177)和中国矿业大学科技基金(批准号: OK061064, OK090218)资助的课题.
    [1]

    Liang X R, Zhao B, Zhou Z H 2006 Acta Phys. Sin. 55 723 ( in Chinese )[梁小蕊、赵 波、周志华 2006物理学报 55 723]

    [2]

    Huang X M, Tao L M, Guo Y H, Gao Y, Wang C K, 2007 Acta Phys. Sin. 56 2570 ( in Chinese )[黄晓明、陶丽敏、郭雅慧、高 云、王传奎 2007 物理学报 56 2570]

    [3]

    Li H P, Han K, Lu Z P, Shen X P, Huang Z M, Zhang W T, Bai L 2006 Acta Phys. Sin. 55 1827 ( in Chinese ) [李海鹏、韩 奎、逯振平、沈晓鹏、黄志敏、张文涛、白 磊 2006物理学报 55 1827]

    [4]

    Lu Z P, Han K, Li H P, Zhang W T , Huang Z M, Shen X P, Zhang Z H, Bai L 2007 Acta Phys. Sin. 56 5843 ( in Chinese )[逯振平、韩 奎、李海鹏、张文涛、黄志敏、沈晓鹏、张兆慧、白 磊 2007物理学报 56 5843]

    [5]

    Su Y, Wang C K, Wang Y H, Tao L M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2112 ( in Chinese ) [苏 燕 、王传奎、王彦华、陶丽敏 2004 物理学报 53 2112]

    [6]

    Zheng Y D, Li J Q, Li Q F 2003 Acta Phys. Sin. 52 372 ( in Chinese )[郑仰东、李俊庆、李淳飞 2003物理学报52 372]

    [7]

    Thackara J I, Lipscomb G F, Stiller M A, Ticknor A J, Lytel R 1988 Appl. Phys. Lett. 52 1031

    [8]

    Meng F Q, Xu D, Ren Q, Yuan D R, Lu M K, Zhang G H, Zhou X, Wang X Q, Guo S Y, Fang C S, Wang X, Lu Z H, Cui Y P 2000 Acta Chem. Sin. 4 384 ( in Chinese )[孟凡青、许 东、任 诠、袁多荣、吕孟凯、张光辉、赵 显、王新强、郭世义、房昌水、汪 昕、陆祖宏、崔一平 2000化学学报 4 384]

    [9]

    Cheng L T, Tam W, Stevenson S, Meredith G R, Rikken G, Marder S R 1991 J. Phys. Chem. 95 10631

    [10]

    Marder S R, Perry J W, Bourhill G, Gorman C, Tiemann B, Mansour K 1993 Science 261 186

    [11]

    Singer K D, Sohn J F, King L A, Gordon H M, Katz H E, Dirk C W 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 1339

    [12]

    He M, Leslie T, Garner S, DeRose M, Cites J 2004 J. Phys. Chem. B 108 8731

    [13]

    Kang H, Evmenenko G, Dutta P, Clays K, Song K, Marks T J 2006 J. Am. Chem. Soc. 128 6194

    [14]

    Carella A, Borbone F, Caruso U, Centore R, Roviello A, Barsella A, Quatela A 2007 Macromol. Chem. Phys. 208 1900

    [15]

    Weiss E A, Sinks L E, Lukas A S, Chernick E T, Ratner M A, Wasielewski M R 2004 J. Phys. Chem. B 108 10309

    [16]

    Zhang C Z, Lu C, Zhu J, Wang C Y, Lu G Y, Wang C S, Wu D L, Liu F, Cui Y 2008 Chem. Mater. 20 4628

    [17]

    Bunz U H F, Rubin Y, Tobe Y 1999 Chem. Soc. Rev. 28 107

    [18]

    Pak L J, Weakley T J R, Haley M M 1999 J. Am. Chem. Soc. 121 8182

    [19]

    Zhou Q, Carroll P J, Swager T M 1994 J. Org. Chem. 59 1294

    [20]

    Baldwin K P, Matzger A J, Scheiman D J, Tessier C A, Vollhardt K P C, Youngs W J 1995 Synlett 8 1215

    [21]

    Wang L, Hu H F, Wei J W, Ceng H, Yu Y S, Wang Z Y, Zhang L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2987 ( in Chinese )[王 磊、胡惠芳、韦建卫、曾 晖、于滢溹、王志勇、张丽娟 2008 物理学报 57 2987]

    [22]

    Frisch M J, Trucks G W, Schlegel H B, Scuseria G E, Robb M A, Cheeseman J R, Montgomery J A 2003 Gaussian 03, Revision B. 03. Gaussian, Inc., Pittsburgh PA

    [23]

    Irngartinger H, Leiserowitz L, Schmidt G M J 1970 Chem. Ber. 103 1119

    [24]

    Ye C, Zyss J 1996 Theory and Practice of Nonlinear Optical Molecules ( Beijing: Chemical Industry Press ) ( in Chinese )[叶成、习斯 J 1996 分子非线性光学的理论与实践 ( 北京: 化学工业出版社 ) ]

    [25]

    Yang M, Champagne B 2003 J. Phys. Chem. A 107 3942

    [26]

    Li H P, Han K, Shen X P, Lu Z P, Huang Z M, Zhang W T, Zhang Z H, Bai L 2006 J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 767 113

    [27]

    Yoshimura T, Inaba A, Sonoda M, Tahara K, Tobe Y, Williams R V 2006 Org. Lett. 8 2933

    [28]

    Wan W B, Brand S C, Pak J J, Haley M M 2000 Chem. Eur. J. 6 2044

    [29]

    Sarkar A, Pak J J, Rayfield G W, Haley M M 2001 J. Mater. Chem. 11 2943

    [30]

    Chu Q H, Pang Y 2004 Spectrochimica Acta Part A 60 1459

    [31]

    Anand S, Varnavski,O, Marsden J A, Haley M M, Schlegel H B, Goodson T 2006 J.Phys. Chem. A 110 1305

  • [1]

    Liang X R, Zhao B, Zhou Z H 2006 Acta Phys. Sin. 55 723 ( in Chinese )[梁小蕊、赵 波、周志华 2006物理学报 55 723]

    [2]

    Huang X M, Tao L M, Guo Y H, Gao Y, Wang C K, 2007 Acta Phys. Sin. 56 2570 ( in Chinese )[黄晓明、陶丽敏、郭雅慧、高 云、王传奎 2007 物理学报 56 2570]

    [3]

    Li H P, Han K, Lu Z P, Shen X P, Huang Z M, Zhang W T, Bai L 2006 Acta Phys. Sin. 55 1827 ( in Chinese ) [李海鹏、韩 奎、逯振平、沈晓鹏、黄志敏、张文涛、白 磊 2006物理学报 55 1827]

    [4]

    Lu Z P, Han K, Li H P, Zhang W T , Huang Z M, Shen X P, Zhang Z H, Bai L 2007 Acta Phys. Sin. 56 5843 ( in Chinese )[逯振平、韩 奎、李海鹏、张文涛、黄志敏、沈晓鹏、张兆慧、白 磊 2007物理学报 56 5843]

    [5]

    Su Y, Wang C K, Wang Y H, Tao L M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2112 ( in Chinese ) [苏 燕 、王传奎、王彦华、陶丽敏 2004 物理学报 53 2112]

    [6]

    Zheng Y D, Li J Q, Li Q F 2003 Acta Phys. Sin. 52 372 ( in Chinese )[郑仰东、李俊庆、李淳飞 2003物理学报52 372]

    [7]

    Thackara J I, Lipscomb G F, Stiller M A, Ticknor A J, Lytel R 1988 Appl. Phys. Lett. 52 1031

    [8]

    Meng F Q, Xu D, Ren Q, Yuan D R, Lu M K, Zhang G H, Zhou X, Wang X Q, Guo S Y, Fang C S, Wang X, Lu Z H, Cui Y P 2000 Acta Chem. Sin. 4 384 ( in Chinese )[孟凡青、许 东、任 诠、袁多荣、吕孟凯、张光辉、赵 显、王新强、郭世义、房昌水、汪 昕、陆祖宏、崔一平 2000化学学报 4 384]

    [9]

    Cheng L T, Tam W, Stevenson S, Meredith G R, Rikken G, Marder S R 1991 J. Phys. Chem. 95 10631

    [10]

    Marder S R, Perry J W, Bourhill G, Gorman C, Tiemann B, Mansour K 1993 Science 261 186

    [11]

    Singer K D, Sohn J F, King L A, Gordon H M, Katz H E, Dirk C W 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 1339

    [12]

    He M, Leslie T, Garner S, DeRose M, Cites J 2004 J. Phys. Chem. B 108 8731

    [13]

    Kang H, Evmenenko G, Dutta P, Clays K, Song K, Marks T J 2006 J. Am. Chem. Soc. 128 6194

    [14]

    Carella A, Borbone F, Caruso U, Centore R, Roviello A, Barsella A, Quatela A 2007 Macromol. Chem. Phys. 208 1900

    [15]

    Weiss E A, Sinks L E, Lukas A S, Chernick E T, Ratner M A, Wasielewski M R 2004 J. Phys. Chem. B 108 10309

    [16]

    Zhang C Z, Lu C, Zhu J, Wang C Y, Lu G Y, Wang C S, Wu D L, Liu F, Cui Y 2008 Chem. Mater. 20 4628

    [17]

    Bunz U H F, Rubin Y, Tobe Y 1999 Chem. Soc. Rev. 28 107

    [18]

    Pak L J, Weakley T J R, Haley M M 1999 J. Am. Chem. Soc. 121 8182

    [19]

    Zhou Q, Carroll P J, Swager T M 1994 J. Org. Chem. 59 1294

    [20]

    Baldwin K P, Matzger A J, Scheiman D J, Tessier C A, Vollhardt K P C, Youngs W J 1995 Synlett 8 1215

    [21]

    Wang L, Hu H F, Wei J W, Ceng H, Yu Y S, Wang Z Y, Zhang L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2987 ( in Chinese )[王 磊、胡惠芳、韦建卫、曾 晖、于滢溹、王志勇、张丽娟 2008 物理学报 57 2987]

    [22]

    Frisch M J, Trucks G W, Schlegel H B, Scuseria G E, Robb M A, Cheeseman J R, Montgomery J A 2003 Gaussian 03, Revision B. 03. Gaussian, Inc., Pittsburgh PA

    [23]

    Irngartinger H, Leiserowitz L, Schmidt G M J 1970 Chem. Ber. 103 1119

    [24]

    Ye C, Zyss J 1996 Theory and Practice of Nonlinear Optical Molecules ( Beijing: Chemical Industry Press ) ( in Chinese )[叶成、习斯 J 1996 分子非线性光学的理论与实践 ( 北京: 化学工业出版社 ) ]

    [25]

    Yang M, Champagne B 2003 J. Phys. Chem. A 107 3942

    [26]

    Li H P, Han K, Shen X P, Lu Z P, Huang Z M, Zhang W T, Zhang Z H, Bai L 2006 J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 767 113

    [27]

    Yoshimura T, Inaba A, Sonoda M, Tahara K, Tobe Y, Williams R V 2006 Org. Lett. 8 2933

    [28]

    Wan W B, Brand S C, Pak J J, Haley M M 2000 Chem. Eur. J. 6 2044

    [29]

    Sarkar A, Pak J J, Rayfield G W, Haley M M 2001 J. Mater. Chem. 11 2943

    [30]

    Chu Q H, Pang Y 2004 Spectrochimica Acta Part A 60 1459

    [31]

    Anand S, Varnavski,O, Marsden J A, Haley M M, Schlegel H B, Goodson T 2006 J.Phys. Chem. A 110 1305

  • [1] 庞维煦, 李宁, 黄孝龙, 康杨, 李灿, 范旭东, 翁春生. 基于分数阶Tikhonov正则化的激光吸收光谱燃烧场二维重建光路优化研究. 物理学报, 2023, 72(3): 037801. doi: 10.7498/aps.72.20221731
    [2] 刘志伟, 张斌, 陈彧. 二维纳米材料及其衍生物在激光防护领域中的应用. 物理学报, 2020, 69(18): 184201. doi: 10.7498/aps.69.20200313
    [3] 李梦梦, 朱宝华, 冉霞, 刘波, 郭立俊. 新型偶氮苯衍生物的三阶非线性光学特性. 物理学报, 2016, 65(2): 024207. doi: 10.7498/aps.65.024207
    [4] 武香莲, 赵珂, 贾海洪, 王富青. 以二乙烯硫/砜基为中心的新型电荷转移分子双光子吸收特性. 物理学报, 2015, 64(23): 233301. doi: 10.7498/aps.64.233301
    [5] 陈盈盈, 韩奎, 李海鹏, 李明雪, 唐刚, 沈晓鹏. 轮烯衍生物电子结构及三阶非线性光学性质的理论研究. 物理学报, 2015, 64(12): 127801. doi: 10.7498/aps.64.127801
    [6] 刘军辉, 李国凤, 王渊旭. 一种芴衍生物的三光子吸收光稳幅效应及三光子吸收拟合方法研究. 物理学报, 2013, 62(1): 017801. doi: 10.7498/aps.62.017801
    [7] 蹇磊, 谭英雄, 李权, 赵可清. 吐昔烯衍生物分子的电荷传输性质. 物理学报, 2013, 62(18): 183101. doi: 10.7498/aps.62.183101
    [8] 杨琼芬, 聂汉, 陈自然, 李权, 赵可清. 三唑和环戊烯苯并菲衍生物盘状液晶分子的电荷传输性质. 物理学报, 2012, 61(6): 063102. doi: 10.7498/aps.61.063102
    [9] 朱菁, 吕昌贵, 洪旭升, 崔一平. 分子一阶超极化率溶剂效应的理论研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2850-2854. doi: 10.7498/aps.59.2850
    [10] 李明雪, 韩奎, 李海鹏, 黄志敏, 钟琪, 童星, 吴琼华. 溶剂中一、二维电荷转移分子二阶非线性光学性质理论研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1809-1815. doi: 10.7498/aps.59.1809
    [11] 张竹霞, 赵彦亮, 闫新, 韩培德, 刘旭光, 郝玉英, 许并社. 富勒烯衍生物苯基C71-丁酸甲酯的结构和电学性质第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(13): 204-S209. doi: 10.7498/aps.58.204
    [12] 胡競丹, 蔡 静, 陈俊蓉, 李 权, 赵可清. 六氮杂苯并菲及其衍生物电荷传输性质的理论研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5464-5468. doi: 10.7498/aps.57.5464
    [13] 王 磊, 胡慧芳, 韦建卫, 曾 晖, 于滢潆, 王志勇, 张丽娟. 有机分子二苯乙烯系列衍生物第一超极化率的理论研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2987-2993. doi: 10.7498/aps.57.2987
    [14] 张 冰, 刘智波, 陈树琪, 周文远, 臧维平, 田建国, 罗代兵, 朱志昂. 新型卟啉衍生物反饱和吸收研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5252-5257. doi: 10.7498/aps.56.5252
    [15] 逯振平, 韩 奎, 李海鹏, 张文涛, 黄志敏, 沈晓鹏, 张兆慧, 白 磊. 4-N-甲基苯乙烯砒啶盐衍生物振动超极化率的理论研究. 物理学报, 2007, 56(10): 5843-5848. doi: 10.7498/aps.56.5843
    [16] 梁小蕊, 赵 波, 周志华. 几种香豆素衍生物分子的二阶非线性光学性质的从头算研究. 物理学报, 2006, 55(2): 723-728. doi: 10.7498/aps.55.723
    [17] 马文波, 吴谊群, 韩俊鹤, 顾冬红, 干福熹. 两种新型芴类衍生物的三光子吸收特性研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3698-3702. doi: 10.7498/aps.54.3698
    [18] 赵 珂, 孙元红, 王传奎, 罗 毅, 张 献, 于晓强, 蒋民华. 1,4-二甲氧基-2,5-二乙烯基苯系列衍生物的双光子吸收截面. 物理学报, 2005, 54(6): 2662-2668. doi: 10.7498/aps.54.2662
    [19] 刘军辉, 毛艳丽, 马文波, 吴谊群, 韩俊鹤, 翟凤潇. 一种新的芴类衍生物的三光子吸收诱导荧光和光限幅效应研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5173-5177. doi: 10.7498/aps.54.5173
    [20] 苏 燕, 王传奎, 王彦华, 陶丽敏. 二苯乙烯衍生物分子双光子吸收截面:官能团对称性的影响. 物理学报, 2004, 53(7): 2112-2117. doi: 10.7498/aps.53.2112
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-05
  • 修回日期:  2009-12-10
  • 刊出日期:  2010-09-15

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