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研究生:朱妍蓉
論文名稱:具推-,拉-官能基紫質衍生物的第一階非線性光學係數之理論計算(II)
指導教授:俞仁渭
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:紫質非線性光學理論計算
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摘 要
本研究計算一系列金屬紫質衍生物的第一階非線性光學係數,以鎳為中心金屬,在紫質環上的meso碳及β碳位置接上推電子基〈NH2〉與拉電子基〈─(CH=CH)n─CH=C(CN)2,n=0,1,2,以下簡稱此官能基為MN〉,形成一系列具推-,拉-官能基的紫質衍生物,利用HyperChem程式中半經驗ZINDO/1參數組計算最佳化幾何結構,並利用ZINDO/S參數組計算分子的電子光譜,最後利用ZINDO程式計算這一系列紫質衍生物在波長1907nm的入射光照射下的第一階非線性光學係數(βvec值)。
整理計算的結果發現:金屬紫質接上取代基後的βvec值比未接取代基時的βvec值大,而同時接上拉電子基MN與推電子基NH2的金屬紫質衍生物,只要兩官能基不是位在相鄰的位置,分子都有不錯的第一階非線性光學現象;另外,在相同的共軛長度下,若紫質環同時接上拉電子基MN與推電子基NH2,則分子的βvec值與只接MN的分子的βvec值相比,接上NH2後分子的βvec值會有不同程度的提升;另外不論分子是否接上NH2,在相同的共軛長度下,MN接在2位置的βvec值都比接在1位置大;最後,當分子的共軛長度增加時,分子的βvec值也隨之增加。
目 錄
摘要…………………………………………………………………………..i
目錄………………………………………………………………………….ii
圖目錄……………………………………………………………………....iv
第壹章 緒論………………………………………………………………...1
一、 前言..……………………………………………………………….1
二、 非線性光學現象…………………………………………………...4
三、 非線性光學材料研究……………………………………………...4
四、 紫質衍生物的非線性光學活性研究……………………………...6
(一)、相關實驗研究:………………………………………………..6
(二)、相關理論計算:……………………………………………….12
五、 紫質衍生物的結構與光譜性質………………………………….13
六、 研究目標………………………………………………………….16
第貳章 理論……………………………………………………………….18
一、 分子軌域理論…………………………………………………….19
(一)、Hatree-Fock方程式…………………………………………….19
(二)、Hatree-Fock自洽循環場………………………………………..22
(三)、組態作用……………………………………………………….22
(四)、分子系統的能量表示式………………………………………24
二、 非線性光學理論…………….……………………………………25
第參章 研究方法…………………………………………………………32
第肆章 結果與討論………………………………………………………33
一、 幾何結構…………………………………………………………33
二、 第一階非線性光學係數……………………………………….…40
(一)、金屬紫質環上同時接有拉電子基MN與推電子基NH2……...40
(二)、金屬紫質環上只接拉電子基MN………………………….…42
(三)、綜合比較…………………………………………………….…42
三、 分子軌域………………………………………………………….45
四、 電荷密度………………….………………………………………50
第伍章 結論…………………………………………………………….…56
第陸章 參考文獻……………………………………………………….…58
附錄A………………………………………………………………………I
附錄B…………………………………………………………………….XIII
圖 目 錄
圖1-1 所計算之金屬紫質分子………………………………………17
圖4-1 n=1 , MN接在1,NH2接在相鄰(2、12)及相對(7)位置
的幾何結構最佳化圖形………………………………………35
圖4-2 n=2 , MN接在1,NH2接在相鄰(2、12)及相對(7)位置
的幾何結構最佳化圖形………………………………………36
圖4-3 n=0 , MN接在1,NH2接在相鄰(2、12)及3、6位置的幾
何結構最佳化圖形……………………………………………37
圖4-4 n=1 , MN接在2,NH2接在相鄰(1、3)及相對(8)位置
的幾何結構最佳化圖形………………………………………38
圖4-5 紫質環上只接MN的幾何結構最佳化圖形…………..…...39
圖4-6 n=0 Push-Pull Porphyrin的βvec對取代基位置圖……….44
圖4-7 n=1 Push-Pull Porphyrin的βvec對取代基位置圖……… 44
圖4-8 n=2 Push-Pull Porphyrin的βvec對取代基位置圖……….44
圖4-9 Pull Porphyrin的βvec對取代基位置圖…………… ……45
圖4-10 n=0 1-MN,7-NH2-Ni(Porphyrin)的分子軌域圖 (B-band)…
……………………………………………………… .……..48
圖4-11 n=0 1-MN,7-NH2-Ni(Porphyrin)的分子軌域圖 (Q-band) …
……………………………………………………… .……..48
圖4-12 圖解說明電荷轉移激發態提升β值的理由………………49
圖4-13 p-Nitroaniline的第三激發態之分子軌域圖……………….51
圖4-14 p-Nitroaniline的第三激發態電子密度減基態電子密度圖…
………………………………………………………….……51
圖4-17 (a). n=0 1-MN,7-NH2的第4激發態減基態之電子密度差…
……………………………………………………….………53
圖4-17 (b). n=0 1-MN,7-NH2的第2激發態減基態之電子密度差…
……………………………………………………….………53
圖4-18 (a). HyperChem程式所畫n=0 1-MN,7-NH2分子的UV光譜
……………………………………………………….………53
圖4-18 (b).WinMOPAC程式所畫n=0 1-MN,7-NH2分子的UV光譜
……………………………………………………….………53
圖4-19 (a). n=2 1-MN,7-NH2的第3激發態減基態之電子密度差…
……………………………………………………….………55
圖4-19 (b). n=2 1-MN,7-NH2的第2激發態減基態之電子密度差…
……………………………………………………….………55

第陸章 參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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