有机分子的共轭体系长度对双光子吸收性质的影响研究.pdf

2005年10月 四川大学学报(自然科学版) Oct．2005 Issue2 Science V01．42 ofSichuan Edition) 第42卷增刊2 Journal University(Natural 文章编号：0490—6756(2005)022—0082—05 有机分子的共轭体系长度对双光子吸收性质的影响 周树兰，赵显+，孙学勤，程秀凤 (山东大学晶体材料国家重点实验宣，济南250100) 摘要：影响分子的双光子吸收性质的因素很多，其中共轭体系的长度是一个关键因素以二苯 乙烯类有机分子为例，增加苯乙烯基的数目()以增加共轭链的长度设计了一系列分子，用 zindo／sos方法计算得到分子的双光子吸收截面，结果表明分子的最大双光子吸收截面并不是 随着n的增大无限增大而是具有饱和性，当”10之后分子的双光子吸收截面的增加趋于平 缓 关键词：双光子吸收截面；二苯乙烯 中图分类号：0641．王2 文献标识码：A 1 引言 有机分子的双光子吸收性质在光电、生物、医学等方面具有广泛的应用，如光限幅““、光动力学治 疗”。5J、三维光数据存储”“]、双光子激发荧光显微”J、双光子诱导生物笼“…、三维微加工“”…等，因此引 起了研究者的广泛关注．AIbota等““用理论和实验相结合的方法研究了一系列给受体取代(ⅡmD、ⅡA_ D、A-D-A)的二苯乙烯衍生物的双光子吸收性质，指出给受体的强度增大、共轭体系的长度增大有利于分 Rumi 子的双光子吸收截面的增大，他们的工作大大推动了双光吸收材料的研究与发展．MariacHStina 等““研究表明分子的双光子吸收吸收截面与共轭体系长度成线性关系且与共轭桥有关．Reinhaxdt等”71 合成了含芴Ⅱ电子中心的各种有机分子，并指出以平面芴为n电子中心的共轭体系能增大双光子吸收截 91 Lu0}l 面，parasad’”1等指出分子的多分支结构比其单分支结构有利于分子的双光予吸收截面的增加．Yl 等研究了二维电荷转移分子的双光子吸收性质，指出用于提高一维分子双光子吸收性质的某些策略同样 适用于二维分子．StephanieJ．K．Pond…1等研究了二苯乙烯基苯的D-A-D型衍生物的双光子吸收性质， 他们的研究表明受体基团在共轭桥的取代位置可以大大影响分子的单、双光子吸收性质． 我们以二苯乙烯为基础，增加苯乙烯基团的数目(n)设计了一系列分子，从理论上研究了分子的单光 子吸收性质和共轭体系的长度对分子的双光子吸收性质的影响，结果表明共轭体系的长度增加可以增加 分子的双光子吸收截面，但是具有饱和性 2理论方法 双光子吸收截面与分子的三阶非线性光学系数的虚部成正比，满足如下关系： 晒：掣I。强(一。…。，一。)+ 17)1( C 上式中7w为分