金属离子及有机分子构型/构象调控非线性光学性质的理论研究
发布时间：2023-04-20 03:52
有机非线性光学(Nonlinear optical,NLO)材料由于具有分子结构的多变性及可裁剪性、高的非线性光学系数、短的电子激发响应时间等优点而受到了极大的重视,其中影响有机材料NLO性质的因素主要包括:电子离域作用、共轭链长度、色散效应、电荷转移与取代基等。具有较大的非线性极化率的有机分子一般具有大的非定域π电子体系,π体系越大,二阶非线性光学响应越大;并且在体系的不同位置分别引入不同强度的给电子基团(D)和吸电子基团(A),引起大的分子内电荷转移。此外,通过改变分子的形状及维度,可以增大其非对角分量,能有效解决非线性-透光性这个矛盾。在本论文中,采用密度泛函理论(DFT)方法,并结合解析导数法探究引入不同种类金属阳离子与改变分子构型及构象对有机分子NLO响应的影响。通过研究不同的金属阳离子调节二阶NLO响应的对比率,可实现它们基于NLO效应的阳离子检测中的应用。此外,对构型及构象的改变对二阶NLO响应的调控作用进行研究,为设计具有优良NLO材料提供了新视野,同时对于热活化延迟荧光(TADF)材料的设计也具有重要意义。本论文主要结果包括:(1)采用DFT方法研究了四种水溶性香豆素...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 引言
1.1 非线性光学简介
1.2 非线性光学的物理基础
1.3 非线性光学材料
1.3.1 无机晶体非线性光学材料
1.3.2 有机非线性光学材料
1.3.3 金属有机配合物非线性光学材料
1.4 非线性光学材料的设计
1.4.1 取代基及位置的影响
1.4.2 形状及维度的影响
1.4.3 π-共轭桥的影响
1.4.4 非线性光学开关的调控
1.4.5 金属有机配合物中配体的影响
1.4.6 金属有机配合物中金属原子/离子的影响
1.5 选题意义和研究内容
第二章 量子化学理论基础和计算方法
2.1 量子化学理论基础
2.1.1 Schr?dinger方程
2.1.2 Born-Oppenheimer近似
2.1.3 Hartree-Fock-Roothaan方程
2.1.4 Kohn-Sham方程
2.2 量子化学计算方法和基组
2.2.1 从头算方法
2.2.2 密度泛函理论方法
2.2.3 含时密度泛函理论方法
2.2.4 基组简介
2.3 非线性光学理论计算方法
2.3.1 导数法
2.3.2 态求和方法
2.3.3 (超)极化率密度法
2.3.4 含频第一超极化率
第三章 金属阳离子有效增强7-取代香豆素的二阶非线性光学响应
3.1 前言
3.2 计算细节
3.3 结果与讨论
3.3.1 几何结构与电子结构
3.3.2 前线分子轨道特征
3.3.3 金属离子配合物的NBO分析
3.3.4 金属离子配合物的AIM分析
3.3.5 第一超极化率
3.3.6 吸收光谱
3.3.7 含频第一超极化率
3.4 本章小结
第四章 具有非线性光学响应的螺噁嗪开关可作为金属阳离子检测器
4.1 前言
4.2 计算细节
4.3 结果与讨论
4.3.1 几何结构分析
4.3.2 第一超极化率
4.3.3 第一超极化率密度
4.3.4 TDDFT计算
4.4 本章小结
第五章 基于苯并噻唑基连接的大环可作为NLO的离子选择性检测的理论研究
5.1 前言
5.2 计算细节
5.3 结果与讨论
5.3.1 几何结构和热力学数据分析
5.3.2 电荷分布
5.3.3 吸收光谱的分析
5.3.4 静态与动态第一超极化率
5.4 本章小结
第六章 L-型/U型供-受体化合物的二阶非线性光学与热活化延迟荧光性质
6.1 前言
6.2 计算细节
6.3 结果与讨论
6.3.1 几何结构和电子结构
6.3.2 前线分子轨道
6.3.3 非共价相互作用
6.3.4 第一超极化率
6.3.5 单-三重态能级差
6.4 本章小结
第七章 介电常数对T型和V型供-受-供体化合物的第一超极化率与单-三态能级差调控的理论研究
7.1 前言
7.2 计算细节
7.3 结果与讨论
7.3.1 几何结构与电子结构
7.3.2 第一超极化率
7.3.3 单-三重态能级差
7.4 本章小结
第八章 工作总结与展望
8.1 工作总结
8.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况
本文编号：3794832
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 引言
1.1 非线性光学简介
1.2 非线性光学的物理基础
1.3 非线性光学材料
1.3.1 无机晶体非线性光学材料
1.3.2 有机非线性光学材料
1.3.3 金属有机配合物非线性光学材料
1.4 非线性光学材料的设计
1.4.1 取代基及位置的影响
1.4.2 形状及维度的影响
1.4.3 π-共轭桥的影响
1.4.4 非线性光学开关的调控
1.4.5 金属有机配合物中配体的影响
1.4.6 金属有机配合物中金属原子/离子的影响
1.5 选题意义和研究内容
第二章 量子化学理论基础和计算方法
2.1 量子化学理论基础
2.1.1 Schr?dinger方程
2.1.2 Born-Oppenheimer近似
2.1.3 Hartree-Fock-Roothaan方程
2.1.4 Kohn-Sham方程
2.2 量子化学计算方法和基组
2.2.1 从头算方法
2.2.2 密度泛函理论方法
2.2.3 含时密度泛函理论方法
2.2.4 基组简介
2.3 非线性光学理论计算方法
2.3.1 导数法
2.3.2 态求和方法
2.3.3 (超)极化率密度法
2.3.4 含频第一超极化率
第三章 金属阳离子有效增强7-取代香豆素的二阶非线性光学响应
3.1 前言
3.2 计算细节
3.3 结果与讨论
3.3.1 几何结构与电子结构
3.3.2 前线分子轨道特征
3.3.3 金属离子配合物的NBO分析
3.3.4 金属离子配合物的AIM分析
3.3.5 第一超极化率
3.3.6 吸收光谱
3.3.7 含频第一超极化率
3.4 本章小结
第四章 具有非线性光学响应的螺噁嗪开关可作为金属阳离子检测器
4.1 前言
4.2 计算细节
4.3 结果与讨论
4.3.1 几何结构分析
4.3.2 第一超极化率
4.3.3 第一超极化率密度
4.3.4 TDDFT计算
4.4 本章小结
第五章 基于苯并噻唑基连接的大环可作为NLO的离子选择性检测的理论研究
5.1 前言
5.2 计算细节
5.3 结果与讨论
5.3.1 几何结构和热力学数据分析
5.3.2 电荷分布
5.3.3 吸收光谱的分析
5.3.4 静态与动态第一超极化率
5.4 本章小结
第六章 L-型/U型供-受体化合物的二阶非线性光学与热活化延迟荧光性质
6.1 前言
6.2 计算细节
6.3 结果与讨论
6.3.1 几何结构和电子结构
6.3.2 前线分子轨道
6.3.3 非共价相互作用
6.3.4 第一超极化率
6.3.5 单-三重态能级差
6.4 本章小结
第七章 介电常数对T型和V型供-受-供体化合物的第一超极化率与单-三态能级差调控的理论研究
7.1 前言
7.2 计算细节
7.3 结果与讨论
7.3.1 几何结构与电子结构
7.3.2 第一超极化率
7.3.3 单-三重态能级差
7.4 本章小结
第八章 工作总结与展望
8.1 工作总结
8.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况
本文编号：3794832
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3794832.html
最近更新
教材专著
