Новые материалы с нелинейно-оптическими и люминесцентными свойствами на основе непредельных нитрилов и сэндвичевых металлокомплексов

• Автор: Григорьев, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Оглавление.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Описание механизмов нелинейности.

1.2. Некоторые классы полимерных и мегаллорганических соединений, обладающих нелинейнооптическими свойствами.

1.2.1. Полидиацетилены.

1.2.2. Полиацетилены.

1.2.3. Полифенилены.

1.2.4. Легированные полимеры.

1.2.5. Полисиланы.

1.2.6. Металлоцены.

1.2.7. Ареновые комплексы карбонилов металлов
1.3. Порфирины и их производные порфиразины.
1.3.1. Синтез порфиразинов.
1.3.2. Механизм темплатного синтеза порфиразинов.
1.3.3. Краткий исторический обзор химии порфиразинов.
1.3.4. Спектральные свойства порфиразинов.
1.4. Тетрацианоэтилен и его комплексные соединения с переходными металлами.
ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
2.1. Реакция бисареновых комплексов хрома с цианосодержащими акриловыми мономерами.
2.1.1. Получение нелинейнооптических композиций на основе бисаренхромсодержащих полимеров.
2.1.2. Исследование структуры СгРАЫ, СгРДЫ ТСИЕ и СгРАЫ ОН методами ЕХАББ и ХАЫЕБ.
2.1.3. Электрооптические свойства композиций на основе СгРАЫ и СгРМеАИ.
2.1.4. Нелинейнооптические свойства третьего порядка
композиций на основе СгРАЫ и СгРМеАЫ.
2.2. Реакция темплатного синтеза цианорфиразииовых макроциклов
с использованием сэндвичевых комплексов ванадия и иттербия.
2.2.1. Октацианопорфиразинат ванадила.
2.2.2. Октацианопорфиразинат иттербия.
2.2.3. Тетрафенилтстрацианопорфиразинат ванадила.
2.2.4. Тетрафенилтетрацианопорфиразинат иттербия.
2.3. Исследование люминесцентных свойств полимерных 5 материалов на основе тетрафенилтетрацианопорфиразината
иттербия.
2.4. Реакция диаминомалеонитрила, а также его ЬЦтримстилсилил 8 производного с бисаренванадием.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
4. ВЫВОДЫ.
5. ЛИТЕРАТУРА.
6. ПРИЛОЖЕНИЕ.
6.1. Измерения нелинейнооптической восприимчивости третьего 7 порядка методом 2сканирования.
6.1.1. Методика определения нелинейного показателя преломления.
6.2. Измерение нелинейнооптической восприимчивости методом 1 двухволнового смешения со спектральным разрешением.
6.3. Электрооптические измерения.
Список наиболее часто употребляемых сокращений
Бисаренхромсодержащий полиакрилонитрил
СгРЕСА Бисаренхромсодсржащий полиэтилцианоакрилат
Бисаренхромсодержащий поликротононитрил
Диаминомалеонитрил
X x X i i рентгеновская
спектроскопия поглощения
Н2р Пор фи н
II2 Тетраазапорфин
2,3,4,5тетрациано 1амино6иминопиролизин
I ix i iIii
десорбционный метод мягкой ионизации, обусловленной воздействием импульсами лазерного излучения на матрицу с анализируемым веществом
Металлопорфиразины
рс Фталоцианины
РЕСА Полиэтилцианоакрилат
Порфиразины тетраазапорфирины
Тетрацианоэтилен
V Трициановинилбензол
V8 Октацианопорфиразинат ванадила
V Тетрафенилтетрациапопорфиразинат ванадила
X Рен тгеновская абсорбционная околокраевая
спектроскопия
8 Октацианопорфиразинат иттербия
Тетрафенилтетрацианопорфиразинат иттербия
ВЭЖХ Высокоэффективная жидкостная хроматография
ДМСО Диметилсульфоксид
ДМФА Димегилформамид
ТГФ Тетрагидрофуран
ТЭМ Трансмиссионная электронная микроскопия
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность


Эго в особенности относится к полимерным материалам для электроники и оптоэлектроники с включением в них специфических функциональных групп, упорядоченных на наноразмерном уровне. Такого рода системы оказываются в ряде случаев более эффективными и технологичными, чем широко известные неорганические кристаллы. В табл. Таблица 1. Электрооптические характеристики нелинейнооптически активных полимеров и ниобата лития. Диэлектрическая проницаемость в 2. Показатель преломления п 1. Как видно из табл. ГигеоГтегк критерий определяющий практическую значимость материала для современных полимеров значительно превышает соответствующее значение для ниобата лития. При этом важно подчеркнуть, что нелинейнооптические полимеры продолжают непрерывно совершенствоваться как по величине своей нелинейности, так и по теплостойкости, т. Описание механизмов нелинейности. Луч лазера высокой интенсивности может вызвать заметное изменение показателя преломления среды. В свою очередь, изменение показателя преломления влияет на условия распространения лазерного луча и приводит к целому классу нелинейных оптических эффектов. Рассмотрим основные физические механизмы, дающие вклад в наведенное оптическим полем изменение показателя преломления. В изотропных средах четные степени этого разложения обращаются в ноль. Кубичный член этого ряда описывает так называемую оптическую нелинейность третьего порядка. Известно много механизмов воздействия поля на среду, приводящих к возникновению кубичной нелинейности. Они характеризуются различными значениями нелинейных восприимчивостей, времен релаксации, т. Одним из наиболее важных в плане практического применения является механизм, базирующийся на электронном эффекте Керра. Он обусловлен энгармонизмом колебаний электронов в сложных микроскопических системах. Именно этот механизм обеспечивает оптическую нелинейность с предельно малым Юы К1 с временем отклика. Нелинейная оптическая восприимчивость третьего порядка х3 представляет собой характеристику, описывающую изменение величины дйэлектрической проницаемости е в зависимости от интенсивности света. Е2. Е напряженность электрического поля световой волны 2. П линейный показатель преломления и I интенсивность света. РТБ на длине волны 1. Полученная величина составила 3 х 9 ед. СГСЭ. М1, и2 и М3, где И4 Н И2 Из, И МОЖеТ ОЫТЬ ЗЭПИСЭНа как Х, И1, И2, з. Когда IV, 2 и из одинаковы и равны просто ту, тогда х3и0 уравнение 1 определяется частотой и4 ту ту у, которая оказывается равной ту. Генерация третьей гармоники описывается функцией хЗту, где ту. Зту. Для электронных процессов и частот ту и Зту ниже резонансных восприимчивостей х3мО и х3Зту должны иметь одинаковую величину. Для РТ8 при использовании лазера с длиной волны 1. Зту 8хЮ единиц СГСЭ 3 при резонансной длине волны 0 нм. Даже, несмотря на то, что эти величины различаются приблизительно в четыре раза, соответствие между ними следует признать весьма удовлетворительным, если принять во внимание указанные авторами большие ошибки при измерениях х3Зту 3. Большая величина нерезонансных членов х3 объясняется делокализацией тсэлектронов вдоль основной углеродной цепи макромолекулы такой одномерной полимерной системы 3, а напряженность электрического поля световой волны в уравнении 3, как и напряженность поля световой волны в уравнении 4, представляют собой мгновенные значения. Таким образом, диэлектрическая проницаемость и, следовательно, показатель преломления могут изменяться так же быстро, как и поле световой волны, т. Именно это является основой использования нерезонансных оптических нелинейностей для сверхбыстрого преобразования оптических сигналов в соответствующих схемах. Следует отметить, что хотя полидиацетилен одномерная и в высокой степени анизотропная система, уравнения 3 5 все же остаются в силе, если все световые поля параллельны направлению основной цепи макромолекулы. Некоторые классы полимерных и металлорганических соединений, обладающих нелинейнооптическими свойствами. Развитие лазерной техники и ее приложений стимулирует поиск новых нелинейнооптических материалов.