二茂鐵衍生物的分子設(shè)計及其雙光子吸收特性.pdf

1、信息技術(shù)的飛速發(fā)展需要超高速的信息處理和巨大的存儲容量，目前，以半導(dǎo)體和無機材料為基礎(chǔ)的電子技術(shù)幾乎已經(jīng)達到了它們的極限，越來越多的研究開始轉(zhuǎn)向比電子速度更快的光子，光子學(xué)材料則成為實現(xiàn)超高速和超大容量信息處理最關(guān)鍵的因素。雙光子吸收效應(yīng)因為其很強的對介質(zhì)穿透力、優(yōu)越的空間分辨率而在雙光子激發(fā)熒光顯微鏡、頻率上轉(zhuǎn)換激光器、光限幅和光穩(wěn)幅、三維微加工、光動力醫(yī)療,特別是在三維光信息存儲等方面具有廣闊的應(yīng)用前景而成為近年來的研究熱點。有機及

2、聚合物材料由于其結(jié)構(gòu)的多樣性和易裁剪性，表現(xiàn)出了無機和半導(dǎo)體材料所不能及的三階光學(xué)非線性效 應(yīng)；金屬有機化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有共軛π 鍵，而且金屬中心原子和配體之間存在著電子轉(zhuǎn)移，從而表現(xiàn)出大的分子二階超極化率，直接影響化合物的三階非線性系數(shù)。 本文介紹了雙光子吸收的原理，給出了有機物的分子二階超極化率、三階非線性光學(xué)磁化系數(shù)以及雙光子吸收截面的定義，并對雙光子吸收的電子態(tài)進行了分析。有機物的光學(xué)非線性效應(yīng)源自分子結(jié)構(gòu)中的共軛π

3、 鍵，由此出發(fā)，說明了設(shè)計和優(yōu)化具有高雙光子吸收活性的分子的指導(dǎo)原則：通過增強分子中電子給體的強度、對π 電子橋進行修飾、引入剛性單元以提高分子的平面性，來增強π 的離域化程度。此外，提出了通過體系摻雜（即引入非碳原子）來改善分子的非線性效應(yīng)，從導(dǎo)電高分子的角度找到了提高聚合物非線性系數(shù)的方法，同時還具體分析了二茂鐵衍生物的非線性光學(xué)性質(zhì)，并設(shè)計合成了相應(yīng)的一些衍生物，意在得到穩(wěn)定性更高、非線性系數(shù)更大的光子材料，以求實現(xiàn)雙光子光誘導(dǎo)聚