几种多硫二硫烯化合物的合成、结构与三阶非线性光学性质探索研究

论文摘要

三阶非线性光学（NLO）响应对全光开关、光信号处理和超快光通讯具有重要意义。对全光开关具有实际应用价值的材料必须在工作波段（1.3—1.6μm）具有大的非线性折射率、超快的响应和驰豫时间（皮秒或更短）、小的吸收损耗（非共振非线性）、好的环境稳定性和可加工性。π共轭有机化合物和聚合物作为一种新型的三阶NLO材料，已经进行了很多研究。如聚乙炔、聚亚苯基乙烯（PPV）及其衍生物，其缺点是缺乏良好的可加工性和持久的光稳定性。到目前为止，在通讯波段具有大的非共振非线性效应、皮秒级的响应时间和成膜性好的材料，未见报道。 金属有机配合物通过有机体系的π共轭电子与金属离子的d轨道的相互作用而形成更大的电子离域体系，而且有机体系与金属之间的电荷转移提高了电荷分离程度，从而增强了非线性效应，因此我们制备了系列金属有机配合物及有机配体的衍生物，研究金属离子的作用和影响，并通过氧化使共轭体系失去电子，研究共轭体系的影响。 本文采用多硫二硫烯作为有机共轭配体部分，过渡金属作为中心离子，该种类型的配合物作为有机导体、超导体得到了广泛的研究，而作为三阶非线性光学材料的研究相对较少。本文系统研究了从有机配体形成金属有机配合物，金属有机配合物进一步氧化，在整个过程中结构、光谱学性质与三阶非线性性质的变化。其内容主要有以下几个方面： 一、有机配体衍生物 制备了两种有机配体1，3-二硫-4，5-二硫醇-2-硫酮（dmit）衍生物，晶体结构数据表明，有机配体键长平均化，具有共轭体系的特征，晶体中没有重要的分子间近距离相互作用。UV-Vis-NIR光谱显示共轭部分在300nm附近的π→π*跃迁峰。三阶非线性光学效应测量结果显示，由于该种衍生物的非线性响应较小，在测量条件下，未能观察到其三阶非线性响应。其中的特戊酰基衍生物可以作为一种新的dmit前体，实际上，本文中一直使用该衍生物作为有机配体的来源。而苯磺酰基衍生物不稳定，容易分解，其意义在于是第一个磺酰衍生物。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 三阶非线性光学理论基础
• 1.2.1 三阶非线性光学现象
• 1.2.2 三阶非线性光学效应的应用
• 1.3 测量表征技术-z扫描技术
• 1.4 有机三阶非线性光学材料
• 1.4.1 一维长链聚合物
• 1.4.2 有机小分子化合物
• 1.4.3 过渡金属有机配合物
• 1.4.4 富勒烯、碳纳米管及其衍生物
• 1.5 聚合物复合薄膜
• 1.5.1 溶胶-凝胶法
• 1.5.2 聚合物法
• 1.6 全光开关材料存在的问题
• 1.7 本论文的主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 2：1型dmit金属配合物的合成、结构与光学性质
• 2.1 引言
• 3）₄N）₂[Cu（dmit）₂]（MECU）的合成、结构与光学性质'>2.2 （（CH₃）₄N）₂[Cu（dmit）₂]（MECU）的合成、结构与光学性质
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.3 IIB族金属dmit盐的合成、结构与光学性质
• 2.3.1 合成
• 2.3.2 测试
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 在近红外区有饱和吸收效应的1：1型dmit金属配合物
• 3.1 引言
• 3.2 测试
• 3.3 1：1型Cu-dmit配合物（CTCU）合成,结构和光学性质
• 3.3.1 合成
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.4 1：1型Ni-dmit配合物（CTNI）合成,结构和光学性质
• 3.4.1 合成
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.5 小结
• 参考文献
• 第四章 有机配体衍生物
• 4.1 引言
• 4.2 合成
• 4.3 测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.5 小结
• 参考文献
• 第五章 聚合物复合薄膜
• 5.1 引言
• 5.2 实验试剂及仪器
• 5.2.1 实验所用试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.3 薄膜制备
• 5.4 结果与讨论
• 5.5 小结
• 参考文献
• 第六章 主要结论及有待深入研究的问题
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 有待深入研究的问题
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表及拟发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表