题名 | 某些金属有机、簇合物和晶体材料的计算非线性光学 |
作者 | 莽朝永 |
学位类别 | 博士 |
答辩日期 | 2004 |
授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
授予地点 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
导师 | 吴克琛 |
关键词 | 非线性光学 从头计算金属有机 金属簇合物 晶体材料 |
其他题名 | Computational Nonlinear Optics for Some Organometallics, Metal Clusters and Crystal Materials |
中文摘要 | 在Franken等人发现非线性光学现象前两年,Buckingham就提出了极化方程。这个方程揭示了非线性光学极化率与外场强度的关系,并奠定了非线性光学理论基础。目前,如何把第一性原理应用到一些新型非线性光学材料领域,如过渡金属配合物、簇合物领域,以及复合材料如有机一无机杂化非线性光学材料领域,来探索分子结构、晶体结构与非线性光学性质之间的关系,仍然是一个悬而未决的问题。研究发现:(1)一水甲酸铿晶体的微观结构是一维长链聚合物,分别采用含时祸合微扰Hartree-Fock方法和有限场MP2方法计算非线性光学极化率、并结合有向气体模型近似来探索微观极化率与宏观极化率的关系,发现电子局域运动决定一水甲酸铿晶体的非线性光学性质,从而揭示了一水甲酸铿晶体的电子局域性特征。(2)采用从头算Hortree-Fock方法,研究了L-精氨酸磷酸盐(LAP)晶体,发现通过叮键的电荷转移特征,决定了这种晶体的非线性光学性质。精氨酸离子的呱基和梭基通过饱和碳链相连,具有A-σ-D分子结构。这是一种新的分子结构模型,采用这种分子结构模型,可望设计出新的非线性光学材料来。(3)采用DFT方法研究了过渡金属倍半富瓦烯配合物,发现配体到金属芯的电荷转移,导致配合物中倍半富瓦烯配体的扭曲势垒大幅度降低,从而解释了分子扭曲现象。同时发现,分子扭曲使配合物的二阶非线性光学极化率增大了3倍,表明能够采用这种分子扭曲方法来进行非线性光学材料分子设计。(4)采用DFT方法研究了一系列Mo(W)S(Se)-Cu(Ag)簇合物,发现在这些多核体系中,存在着一个非线性光学活性金属芯。如果对这个非线性光学活性金属芯进行修饰,很容易调控非线性光学性质,具有分子设计的意义。(5)采用DFT方法研究了2-胺基-5-硝基吡啶(2A5NPCl)晶体的红外吸收性质,发现NH2基团N-H对称伸缩的第二泛频和NH+基团N-H伸缩的第一泛频控制着2A5NPCl晶体的红外吸收边。如果这两个基团的氢被氖化,晶体吸收边会红移605nm,表明氖化方法是延长非线性光学晶体红外吸收边的一种有效方法,具有晶体设计的意义。本论文首次系统地把第一性原理计算方法推广应用到复杂体系中,在理论方法的选择、计算模型建立等方面进行了有意义的探索。在推广应用第一性原理计算的过程中,通过研究一些复杂体系的非线性光学性质,获得了一些新发现。这些新发现对解释非线性光学现象、揭示控制非线性光学效应的微观因素、进行非线性光学新材料分子设计乃至晶体设计,具有一定的重要意义。 |
语种 | 中文 |
公开日期 | 2013-05-07 |
页码 | 152 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7180] ![]() |
专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 莽朝永. 某些金属有机、簇合物和晶体材料的计算非线性光学[D]. 中国科学院福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2004. |
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