巴比妥酸-3,4-C60吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

化学学报 ›› 2004, Vol. 62 ›› Issue (6): 573-577. 上一篇下一篇

研究论文

巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

滕云雷¹, 阚玉和¹, 苏忠民¹, 廖奕¹, 严丽楷¹, 朱玉兰²

1. 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所, 长春, 130024;
2. 延边大学理工学院化学系, 延吉, 133002

投稿日期:2003-05-29 修回日期:2003-10-13 发布日期:2014-02-18
通讯作者: 苏忠民,E-mail:zmsu@nenu.edu.cn E-mail:zmsu@nenu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(No.20162005)资助项目.

Study on Electronic Spectra and Second-order Nonlinear Optical Property of Substituted [60]Fulleropyrrolo Barbituric Acid Derivatives

TENG Yun-Lei¹, KAN Yu-He¹, SU Zhong-Min¹, LIAO Yi¹, YAN Li-Kai¹, ZHU Yu-Lan²

1. Institute of Functional Material Chemistry, Northeast Normal University, Changchun 130024;
2. Department of Chemistry, Science and Engineering College, Yanbian University, Yanji 133002

Received:2003-05-29 Revised:2003-10-13 Published:2014-02-18

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摘要/Abstract

利用量子化学半经验AM1和ZINDO方法研究了巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物的结构规律和光谱性质.以全自由度优化几何构型为基础,计算了化合物的电子光谱.对电子跃迁进行了指认,分析了光谱红移的原因,两类化合物在400 nm以上均产生非C₆₀特征吸收.同时用INDO/CI-SOS方法计算了所设计的体系的二阶非线性光学系数β_μ,其中β_μ最大可达402.3×10³⁰ esu.体系具有A-D-A结构,其共轭性对光谱和二阶非线性光学系数有较大影响,共轭程度越高,体系的β_μ值越大,而λ_max红移.与巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物比较,相应的硫代巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物的β_μ值较大.

关键词: 巴比妥酸, C₆₀吡咯衍生物, 电子光谱, 二阶非线性光学性质, INDO/CI

The electronic spectra of fulleropyrrole derivatives were studied by using INDO/CI methods on the basis of the optimized geometries with AM1 method. It was shown that the exception of the absorption was beyond 400 nm. The nonlinear second-order optical susceptibilities β_μ of the molecules were calculated according to the sum-over states (SOS) formalism. To the studied molecules, the biggest β_μ value is 402.3×10³⁰ esu. Moreover, the relations among the length of conjugate chain, the electronic spectra and the β_μ were studied. The results suggested that β_μ and λ_max values become larger with the increase of the length of conjugate chain. Compared with the derivatives pyrrolo [3',4':1,2][60]fullerene/barbituric acid (C₆₀PY/BA), the corresponding derivatives pyrrolo [3',4':1,2][60]fullerene/sulfur-barbituric acid (C 60PY/S-BA) have bigger β_μ values.

Key words: barbituric acid, [60]fulleropyrrole derivative, electronic spectrum, nonlinear second2order optical property, INDO/CI

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滕云雷, 阚玉和, 苏忠民, 廖奕, 严丽楷, 朱玉兰. 巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究[J]. 化学学报, 2004, 62(6): 573-577.

TENG Yun-Lei, KAN Yu-He, SU Zhong-Min, LIAO Yi, YAN Li-Kai, ZHU Yu-Lan. Study on Electronic Spectra and Second-order Nonlinear Optical Property of Substituted [60]Fulleropyrrolo Barbituric Acid Derivatives[J]. Acta Chimica Sinica, 2004, 62(6): 573-577.

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巴比妥酸-3,4-C₆₀吡咯衍生物的电子光谱及二阶非线性光学性质的理论研究

Study on Electronic Spectra and Second-order Nonlinear Optical Property of Substituted [60]Fulleropyrrolo Barbituric Acid Derivatives

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