分子一阶超极化率的溶剂效应研究

摘要

分子的一阶超极化率在微观形式上表征了电光材的二阶非线性光学性能。在实际研究中,测量一阶超极化率数值的方法有EFISH(电场诱导二次谐波发生)方法、溶剂色散法和HRS(超瑞利散射)方法等。但是,所有这些测量方法其实验都处于溶液的环境里边,故被测分子就必定要受到溶剂效应的影响,致使最后所得结果不一定是真实值。所以,研究分子一阶超极化率的溶剂效应以了解溶液中分子的真实行为就有着非常重要的意义。 本文从实验和理论两个层面对分子一阶超极化率的溶剂效应进行研究。实验上我们采用了超瑞利散射测量方法,分别研究了PNA分子在CH2Cl2、丙酮、THF、甲醇和水五种不同极性溶剂中的一阶超极化率。实验结果表明PNA分子一阶超极化率有随着溶剂极性增大而增大的趋势。根据该实验结果,本论文参考经典的一维振子模型,考虑到溶剂分子对溶质分子的偶极矩作用,提出了计算溶剂效应影响下分子一阶超极化率的同步振动模型。从该模型出发推导得到了溶质分子一阶超极化率随溶剂极性增大而增大的结果,这与上述的实验结论相一致。本文前两章简要介绍了分子非线性光学、分子一阶超极化率以及溶剂效应的国内外研究现状和相关理论：第三章和第四章分别从实验和理论两个方面对分子一阶超极化率的溶剂效应进行了研究；第五章对本文内容进行展望。

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2分子非线性光学基本原理

§1.3分子二阶非线性特性测定方法

§1.4超瑞利散射方法简介

1.4.1超瑞利散射方法的起源

1.4.2超瑞利散射的理论及实验方法

§1.5分子一阶超极化率溶剂效应的研究现状

§1.6本研究所做的工作及论文内容

参考文献

第二章分子一阶超极化率溶剂效应相关理论

§2.1分子一阶超极化率

2.1.1微观极化率和宏观极化率关系

2.1.2局域场因子对计算结果的影响

§2.2研究溶剂效应的相关理论及模型

2.2.1溶液内分子间相互作用

2.2.2溶剂效应研究的理论模型

§2.3小结

参考文献

第三章一阶超极化率溶剂效应的超瑞利散射研究

§3.1实验研究

3.1.1实验系统与材料

3.1.2 HRS信号测量

§3.2实验结果及数据处理

§3.3小结

参考文献

第四章基于一维振子模型的分子一阶超极化率溶剂效应研究

§4.1一维振子响应的经典理论

4.1.1波动方程

4.1.2一维线性响应

4.1.3一维非线性响应

§4.2描述溶剂效应的同步振动模型

4.2.1同步振动模型的推导

4.2.2探讨与结论

§4.3小结

参考文献

第五章总结与展望

在读期间发表的论文

致谢