| 题名 | 某些金属有机、簇合物和晶体材料的计算非线性光学 |
| 作者 | 莽朝永 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 导师 | 吴克琛 |
| 关键词 | 非线性光学 从头计算金属有机 金属簇合物 晶体材料 |
| 其他题名 | Computational Nonlinear Optics for Some Organometallics, Metal Clusters and Crystal Materials |
| 中文摘要 | 在Franken等人发现非线性光学现象前两年，Buckingham就提出了极化方程。这个方程揭示了非线性光学极化率与外场强度的关系，并奠定了非线性光学理论基础。目前，如何把第一性原理应用到一些新型非线性光学材料领域，如过渡金属配合物、簇合物领域，以及复合材料如有机一无机杂化非线性光学材料领域，来探索分子结构、晶体结构与非线性光学性质之间的关系，仍然是一个悬而未决的问题。研究发现：（1）一水甲酸铿晶体的微观结构是一维长链聚合物，分别采用含时祸合微扰Hartree-Fock方法和有限场MP2方法计算非线性光学极化率、并结合有向气体模型近似来探索微观极化率与宏观极化率的关系，发现电子局域运动决定一水甲酸铿晶体的非线性光学性质，从而揭示了一水甲酸铿晶体的电子局域性特征。（2）采用从头算Hortree-Fock方法，研究了L-精氨酸磷酸盐（LAP）晶体，发现通过叮键的电荷转移特征，决定了这种晶体的非线性光学性质。精氨酸离子的呱基和梭基通过饱和碳链相连，具有A-σ-D分子结构。这是一种新的分子结构模型，采用这种分子结构模型，可望设计出新的非线性光学材料来。（3）采用DFT方法研究了过渡金属倍半富瓦烯配合物，发现配体到金属芯的电荷转移，导致配合物中倍半富瓦烯配体的扭曲势垒大幅度降低，从而解释了分子扭曲现象。同时发现，分子扭曲使配合物的二阶非线性光学极化率增大了3倍，表明能够采用这种分子扭曲方法来进行非线性光学材料分子设计。（4）采用DFT方法研究了一系列Mo（W）S（Se）-Cu（Ag）簇合物，发现在这些多核体系中，存在着一个非线性光学活性金属芯。如果对这个非线性光学活性金属芯进行修饰，很容易调控非线性光学性质，具有分子设计的意义。（5）采用DFT方法研究了2-胺基-5-硝基吡啶（2A5NPCl）晶体的红外吸收性质，发现NH2基团N-H对称伸缩的第二泛频和NH+基团N-H伸缩的第一泛频控制着2A5NPCl晶体的红外吸收边。如果这两个基团的氢被氖化，晶体吸收边会红移605nm，表明氖化方法是延长非线性光学晶体红外吸收边的一种有效方法，具有晶体设计的意义。本论文首次系统地把第一性原理计算方法推广应用到复杂体系中，在理论方法的选择、计算模型建立等方面进行了有意义的探索。在推广应用第一性原理计算的过程中，通过研究一些复杂体系的非线性光学性质，获得了一些新发现。这些新发现对解释非线性光学现象、揭示控制非线性光学效应的微观因素、进行非线性光学新材料分子设计乃至晶体设计，具有一定的重要意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-07 |
| 页码 | 152 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7180]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 莽朝永. 某些金属有机、簇合物和晶体材料的计算非线性光学[D]. 中国科学院福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2004. |
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