基于偶氮苯衍生物的三阶非线性光开关性能的调控

发布时间：2024-03-13 04:53

　　偶氮苯衍生物因其具有特殊的共轭体系常用作光开关特性的三阶非线性光学(NLO)开关材料,但有部分带有特殊基团的偶氮类分子在一般条件下无法显示其性能.然而,这类分子在被调节之后能展示出优异的光控的NLO开关性能.以无光控的NLO开关性能的5-(N-4-偶氮苯基)氨甲基间苯二甲酸为研究对象,并对其潜在的光控NLO开关性能进行调控.经过调节后的这类分子在光照条件下能顺利地经历可逆的顺反异构化反应,且产生三阶非线性性能的转换.其Z-扫描实验结果显示处于反式构型的材料展示出反饱和吸收和自散焦特性;在光照之后,这类材料转化为顺式构型并展现出饱和吸收和自聚焦行为.三阶NLO性能的转换是由于材料的结构发生转变其内部电子产生重排,使得它们在激光刺激下产生不同的响应机制.

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【部分图文】：

图1调节R2L的开关行为

偶氮苯类化合物是一类经典的光异构化分子[10～13],且具有良好的π共轭性和优良的电子通道,能在推拉电子作用下产生三阶NLO响应[14～17].前人的研究表明通过引入偶氮苯基团来设计光控NLO开关材料是一种可行的策略[18～22].然而,一些偶氮苯衍生物的顺反异构化行为常常受到其....

图2紫外光照射前后H2L的紫外-可见吸收光谱(a)和Z-扫描曲线(b)

根据之前的报道,偶氮苯及其衍生物在紫外光照射下可以进行反式构型到顺式构型的转变,而在黑暗条件或可见光下则会发生相反的过程[10,26].反式构型通常具有更低的能量,因此自然界中的偶氮类化合物通常处于较为稳定的反式构型.此外,从反式到顺式的转变还伴随着紫外/可见吸收光谱的变化[27....

图4紫外光照射前和后(CH3)2L的三阶NLO吸收(a)和折射(b)特性

反式(CH3)2L在开孔条件下的Z-扫描实验的结果见图4a.归一化透过率在焦点处最小,说明反式(CH3)2L具有明显的反饱和吸收行为[34].反式(CH3)2L在闭孔条件下的Z-扫描曲线表明,谷和峰是对称聚焦的,峰到谷表明了非线性自散焦行为[35],对应于非线性负折射(图4b).....

图5H2L在0、1.0和2.0equiv.三乙胺作用下的NLO吸收特性(a)和NLO折射特性(b)

至此,已经知道从H2L中解离出来的质子会影响顺反异构的表达,碱的加入会使H2L具有光开关的性能.接下来还研究了不同碱对H2L的NLO开关性能的影响.分别将K2CO3,Na2CO3,Cs2CO3,Cd(Ac)2,NH3·H2O和三乙胺(TEA)等加入到H2L溶液中,并研究它们的三阶....

本文编号：3927218