含三氰呋喃受體新型有機非線性光學(xué)材料的合成與性能研究.pdf

1、非線性光學(xué)（Nonlinear Optic，NLO）是光電子技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)之一，是現(xiàn)代光學(xué)的一個全新領(lǐng)域。有機非線性光學(xué)材料作為集成光學(xué)器件的重要材料，相關(guān)研究已成為當今高新技術(shù)研究的一大熱點。本文設(shè)計并合成了含不同共軛橋、不同電子給體、不同輔助電子給體等一系列新型有機非線性光學(xué)材料，用計算機量子化學(xué)密度泛函理論對材料的性能進行了計算和理論研究，將合成的材料用紅外光譜、紫外-可見光譜、核磁氫譜和元素分析法進行了化學(xué)結(jié)構(gòu)的表征，用熱失

2、重法表征了材料的熱學(xué)性能。將相同材料溶解在各不相同的三種溶劑中，將三組不同的紫外-可見光譜數(shù)據(jù)，通過溶致變色法測試材料的微觀二階非線性光學(xué)系數(shù)，表征了其性能。本文的主要研究內(nèi)容分為四部分。
　　1.設(shè)計并合成了三種含有乙烯基呋喃（EFFC）、偶氮苯（EFNC）和偶氮呋喃（EFNFC）共軛橋的有機非線性光學(xué)材料。將EFNFC與其它兩種材料的性能進行了對比研究，結(jié)果表明：在透光性方面，EFNFC在DMSO中的最大吸收波長與EFNC相差

3、無幾，但它們相比EFFC藍移將近100nm；在非線性光學(xué)性能方面， EFNFC顯示出了稍弱于EFNC(μgβ=59706×10-48esu)的二階非線性光學(xué)系數(shù)，但卻比EFFC稍高；在熱穩(wěn)定性方面，三種材料的5％熱失重溫度（Td）均高于250℃，熱穩(wěn)定性較好，特別是EFNFC具有最高的Td值為275℃。
　　2.設(shè)計并合成了四種含有活性輔助給體羥基但共軛橋各不相同的新型有機非線性光學(xué)材料。通過與不含活性輔助給體的基組分子進行對比研

4、究，發(fā)現(xiàn)輔助給體的引入可以提升材料的熱穩(wěn)定性，提升幅度在10-20℃左右(Td max=281℃)。當在分子結(jié)構(gòu)中靠近給體的苯環(huán)上引入活性輔助給體時，在DMSO中的最大吸收波長可以藍移達80nm，二階非線性光學(xué)系數(shù)則可提升1.5倍以上(μgβmax=92914×10-48esu)。
　　3.設(shè)計并合成了五種以乙烯基和偶氮苯基為共軛橋的含有烷氧基、芐氧基和烷基輔助給體的新型有機非線性光學(xué)材料。通過與不含輔助給體的結(jié)構(gòu)對比研究發(fā)現(xiàn)，當

5、在含偶氮苯基共軛橋的分子中引入芐氧基輔助給體時，其二階非線性光學(xué)系數(shù)可提升七倍左右(μgβ=485500×10-48esu)，對于透光性和熱穩(wěn)定性(Td=247℃)也有明顯改善。
　　4.設(shè)計并合成了兩種含有乙烯基和偶氮苯基共軛橋的雙給體Y-型二維平面結(jié)構(gòu)有機非線性光學(xué)材料生色團分子。通過與其一維相似結(jié)構(gòu)的對比研究發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)的引入可以在分子內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移時發(fā)生一種“全轉(zhuǎn)移”的現(xiàn)象，對于含偶氮苯共軛橋的分子來說，這使得材料的二階非