Design and synthesis of a novel polymer with a large macroscopic second harmonic generation coefficient based on quantum chemical calculations
Design and synthesis of a novel polymer with a large macroscopic second harmonic generation coefficient based on quantum chemical calculations
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基于量子化学计算的大宏观二次谐波产生系数新型聚合物的设计与合成
DOI：
10.1016/j.matchemphys.2009.11.004
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发表时间：
2010-04
影响因子：
4.6
通讯作者：
Wang, Chuang-Yu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Chao-Zhi;Yang, Hui;Wang, Chang-Shun;Im, Chan;Lu, Guo-Yuan;Wang, Chuang-Yu
聚合物的宏观二次谐波产生系数（SHG）取决于发色团的第一超极化率（β）和偶极矩（μ）、不同给体(D)和受体(A)的组合、发色团-发色团的静电相互作用、发色团的不对称结构、主链对聚合物NLO性能的影响、氢键等因素。要设计出d33值高的理想材料，需要综合考虑几个参数。基于量子化学计算，设计并合成了一种含异佛尔酮衍生物的聚酰亚胺。实验结果表明，该聚酰亚胺具有较大的宏观非线性光学系数（d33=63.9pmV−1）、热稳定性（Tg=171℃；Td=308℃）和良好的光学透明度（λmax=418nm）。本文为设计有效的NLO聚合物提供了一种潜在的实用方法。
The macroscopic second harmonic generation (SHG) coefficient (d33) of polymer depends on several factors, including the first hyperpolarizability (β) and dipole moment (μ) of chromophore, the combination of different donors (D) and acceptors (A), chromophore–chromophore electrostatic interactions, asymmetric structure of chromophore, the effect of main-chain on NLO properties of polymer, hydrogen bond and so on, therefore, several parameters should be comprehensively considered to design desired materials with high d33value. Based on quantum chemical calculations, a polyimide containing isophorone derivatives as chromophores were designed and synthesized. Experimental results show that the polyimide exhibits a large macroscopic nonlinear optical coefficient (d33=63.9pmV−1), thermal stability (Tg=171°C; Td=308°C) and good optical transparency (λmax=418nm). This paper could suggest a potentially practical way for designing effective NLO polymers.
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