特異な非線形光学特性を有する分子および分子集合体の理論設計

具有独特非线性光学性质的分子和分子组装体的理论设计

• 批准号: 12042248
• 负责人: 中野 雅由
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042248/
• 关键词: 非線形光学; 超分極率; デンドリマー; フラクタル; エキシトン; アンテナ分子

高い光収穫機能により注目されているフラクタルアンテナ構造を持つ分子の例としてフェニルアセチレンデンドリマーを取り上げ、その分極率αおよび第2超分極率γを密度汎関数法、ab initio分子軌道(MO)法、半経験的MO法により解析した。まず、Linear-leg領域(デンドロン)1本を取り出し、その鎖長方向成分のα、γの鎖長依存性を検討した。比較対象として、すべてがパラ接合している系およびメタ接合している系についても検討した。その結果、デンドリティックな系の鎖長依存性は、パラ接合系のものより小さく、メタ接合系のものより大きいことが判明した。また、デンドリティック系のγは、鎖長の短い領域では小さな増大率であったが、大きい領域では、検討した系の中で最大の増大率を維持することがわかった。このような特異な鎖長依存性は、その超分極率に対する電子の空間的寄与を解析できる超分極率密度解析法により解明された。すなわち、デンドリティック系のlinear-leg領域では、パラ接合型の、メタ接合部では、メタ接合型のオリゴマーの超分極率密度の特徴を持っており、このため、鎖長が長くなるにつれ、linear-leg領域(パラ接合型)の寄与が増大することが原因であることが判明した。さらに、平面型のフェニルアセチレン型デンドリマーD25のγの全成分の計算を行い、2つの平面成分が主な寄与であることを見い出した。これらの超分極率密度解析より、γは、inear-leg領域に局在化した寄与で記述でき、メタ接合分ではよく切れていることが判明した。一般に、このような系は、メタ接合部におけるπ電子共役の断絶が理論的に予想されているが、超分極率においてもその効果が重要であることがわかった。このような局在性を持つため、その機能単位を組み上げて自在にγの大きさや符号などを調節できる可能性があり、興味深い。

High light capture function, attention, molecular structure, molecular structure, This paper discusses the locking-length dependence of α and γ on the locking-length direction components of the linear leg domain (1). Comparison of objects and systems The results show that the lock-length dependence of the joint system is different from that of the joint system. The maximum increase rate in the system is maintained in the long and short fields. The spatial dependence of electrons on the superpolarization density is explained by the superpolarization density analysis method. The characteristics of the ultrapolarization density of the linear leg domain are determined. The calculation of the total components of D25 is carried out, and the calculation of the main components of 2 is carried out. The analysis of the superpolarization density shows that there is no difference between the two. In general, this is the case with the junction of π electron interaction and the effect of superpolarization. The possibility of adjusting the symbol is very interesting.

项目成果

M.Nakano: "Third-order nonlinear optical properties of fractal-and nonfractal-structured oligomers modeled after dendron parts in Cayley-tree-type dendrimers"J. Chem. Phys.. 115. 6780-6784 (2001)

M.Nakano：“根据凯莱树型树枝状聚合物中的树枝部分建模的分形和非分形结构低聚物的三阶非线性光学性质”J。

H.Fujita: "Theoretical study on the near-resonant second hyperpolarizability (γ) of a dendritic molecular aggregate : the spatial contribution of intermolecular-interaction and relaxation to γ,"Synthetic Metals. (印刷中).

H. Fujita：“树枝状分子聚集体的近共振第二超极化率 (γ) 的理论研究：分子间相互作用和弛豫对 γ 的空间贡献”，《合成金属》（正在出版）。

M.Nakano: "On the second hyperpolarizabilities (g) of three charged states of tetrathiapentalene and tetrathiafulvalene : Ag density analysis"Chem.Phys.Lett.. 321. 491-497 (2000)

M.Nakano：“关于四硫五烯和四硫富瓦烯的三种带电状态的第二超极化率（g）：Ag密度分析”Chem.Phys.Lett.. 321. 491-497 (2000)

M.Nakano: "Third-order nonlinear optical properties of dendron parts in Cayley-tree-type dendrimers"Polymeric Materials : Science & Engineering. 84. 706-707 (2001)

M.Nakano：“凯莱树型树枝状聚合物中树枝部分的三阶非线性光学性质”高分子材料：科学

M.Nakano: "Polarizabilities (α) of Dendritic Molecular Aggregates : Visualization of Intermolecular-Interaction and Damping Effects on α"J. Phys. Chem. A. 105. 5473-5478 (2001)

M. Nakano：“树枝状分子聚集体的极化率 (α)：分子间相互作用和 α 阻尼效应的可视化”J. Phys. A. 105. 5473-5478 (2001)