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Chem. Eur. J. :探究扭曲芳香给体对D-π-A型化合物非线性光学响应的影响2025-01-01
非线性光学(NLO)材料在光电子技术中的应用至关重要,特别是在激光技术、光通信和光信息处理等方面。D-π-A (Donor-π-Acceptor)型化合物因其分子内电荷转移(ICT)的特性而展现出优异的NLO性能,但如何进一步提升其非线性响应效率,尤其是在分子结构层面上的精细调控,仍是当前研究面临的关键挑战。

针对这一挑战,龙岩学院陈松华教授和福州大学鄢剑锋博士、袁耀锋教授等研究人员通过引入扭曲芳香给体来调控D-π-A型化合物非线性光学响应的策略,设计合成了BTC-1至BTC-4系列D-π-A型二氰基乙烯衍生物,利用紫外-可见光谱、荧光光谱、非线性Z-扫描测量和量化计算等技术,系统研究了扭曲芳香给体对化合物结构和非线性光学性质的影响。

 

 

0究结果表明,扭曲芳香给体的引入改变了分子基态的极化程度、激发态的电荷分离和ICT过程,显著影响了化合物的非线性光学响应。特别是BTC-1化合物,由于其优化的电荷转移效率和显著的电荷分离度,展现出了2×10-8 m W-1的高非线性吸收系数β值。

研究进一步通过量化计算深入分析了化合物的前线轨道能级、电子密度分布和ICT路径,揭示了扭曲芳香给体对非线性光学性质的调控机制。此外,通过时间分辨光谱技术,研究了化合物的超快电荷转移动力学,为理解其非线性光学响应提供了动态视角。

本研究不仅揭示了扭曲芳香给体在调控D-π-A型化合物非线性光学性质中的重要作用,而且为高性能有机NLO材料的分子设计提供了新的视角,并揭示了扭曲芳香给体在调控D-π-A型化合物非线性光学性质中的重要作用。

文信息

Unveiling the Twisted Aromatic Donor Effect on the Nonlinear Response of D-π-A Type Malononitrile-Derived Chromophores

Xiang-Zhao Zhu, Song-Hua Chen, Jia-Bei Xu, Jian-hua Huang, Jian-Feng Yan, Yao-Feng Yuan

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202402023

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