四苯基乙烯衍生物雙光子吸收特性的理論研究.pdf

1、具有強雙光子吸收性質的有機分子材料，在諸多領域具有較大的應用潛能，例如3維光信息存儲，光動力療法和雙光子熒光顯微鏡（TPEM）等。尤其TPEM在活細胞組織中的應用，更是獲得了廣泛的關注。因此，探索有機雙光子吸收材料的潛能與應用，成為了科研工作者研究的熱潮。但是，在實驗材料、器材、費用等因素的限制下，在實驗上探尋材料性能的速度與效率并不盡如人意。近年來，通過量子化學計算理論研究雙光子吸收材料結構與性能的關系，成為了諸多科研者的工作重點。理

2、論研究可以指導實驗分子的合成，從而大大節(jié)省了科研的時間與費用。目前，一系列具有π共軛中心、電子給體（D）和受體（A）的對稱或不對稱的電荷轉移分子（如D-π-D，D-π-A，D-A-D等）在理論和實驗上被廣泛研究。各種分子內結構因素（如分子平面性，給體和受體的強度，π共軛中心的電子特性等）和分子間相互作用（如聚集效應和溶劑效應）對雙光子吸收性質的影響有了充分地研究。因此，根據(jù)已有的分子結構與性質關系，理論設計性能優(yōu)良的雙光子吸收材料成為了

3、可能。
　　本文在雜化密度泛函水平上，理論研究了一系列由四苯基乙烯基團構建的有機分子體系，并討論了體系的結構與性質的關系。主要工作可分為以下二個部分：第一部分研究了一類四苯基乙烯衍生物雙光子吸收性質的二聚效應和同分異構效應；第二部分是基于四苯基乙烯衍生物，理論設計了一系列有機雙光子吸收分子結構，并計算了設計分子的雙光子吸收性質。
　　一、四苯基乙烯衍生物雙光子吸收性質的二集效應和同分異構效應
　　計算了一類新型四苯基乙

4、烯衍生物 ENPOMe分子及其同分異構體的雙光子吸收性質。考慮了4種分子單體結構，統(tǒng)計了分子內各苯環(huán)平面間的二面角，計算了各單體結構的雙光子吸收截面。計算結果顯示，分子異構對雙光子吸收性質有重要影響，分子局部的平面性能夠增強分子的雙光子吸收強度。為了探索聚集效應，設計了12種共價鍵相連接的二聚體結構，并計算了它們的雙光子吸收性質。研究發(fā)現(xiàn)，分枝的線性排列能夠有效增強材料的雙光子吸收性質。由于分枝與主干之間夾角相似的結構具有類似的分子內共

5、軛通道和電荷轉移能力，所以分子的雙光子吸收性質也類似。此外，分子局部的平面性和整體的線性可能是實驗上觀測到的聚集誘導雙光子吸收增強的原因。
　　二、基于四苯基乙烯衍生物雙光子吸收材料的分子設計
　　在實驗分子的基礎上，綜合利用已有的雙光子吸收分子結構與性質之間的關系，理論設計了一系列有利于增強雙光子吸收截面的分子結構。通過改變分子中電子給體基團，增強給體的強度，設計了2種分子結構，相應的雙光子吸收強度均比實驗分子有所增強。同