摘要：采用密度泛函理论（DFT）基于B3LYP/6-311++G**、B3LYP /6-311G**两种计算方法对实验合成的偶氮苯系列衍生物的分子结构进行了优化，探讨了具有不同取代基的偶氮苯衍生物的红外光谱（IR），紫外光谱（UV），前线分子轨道及非线性光学（NLO）性质，结果表明偶氮苯衍生物分子具有很好的共轭性，N=N双键在分子中起到了很好的电子传递作用，分子所呈现的极性较大。通过对比发现，具有供电子基-OCH3的化合物的NLO 系数明显高于Cl-取代基的化合物。同时对化合物的IR光谱进行了归属分析。79660

毕业论文关键词：偶氮苯衍生物，非线性光学性质，DFT

Abstract: The molecular structure of the experimentally synthesized azobenzene derivatives were optimized by using density functional theory (DFT) based on two methods of B3LYP/6-311++G**、B3LYP /6-311G**。 And we discussed the infrared spectrum(IR), ultraviolet spectrum(UV), frontier molecular orbital and nonlinear optical (NLO) of the Azobenzene derivatives with different substituents。 The results show that azobenzene derivatives have good conjugation, and N=N double bond in the molecule plays a very good electron transfer。 The molecules present a large polarity。 By comparison, we find that the nonlinear optical coefficient of the compound with electron donating group -OCH3 was significantly higher than that with Cl- substituents。 At the same time, the IR spectrum of the compound was analyzed。

Keywords:  azobenzene derivative, nonlinear optical properties, dft

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目   录

1 前言 4

1。1 非线性光学材料的研究现状及应用前景 4

1。2 偶氮苯及其衍生物的非线性光学性质研究 4

2 计算方法 4

3 结果与讨论 5

3。1 分子几何构型 5

3。2 红外光谱 10

3。2。1 C-H振动 14

3。2。2 苯环及杂芳环的骨架振动 14

3。2。3 C-O伸缩振动 15

3。3 前线分子轨道分析 15

3。4 非线性光学性质 17

结论 19

参考文献 21

致谢 22

1 前言

1。1 非线性光学材料的发展及应用前景

    非线性光学是当代光学领域的一部分，其探究的是物质在激光这样的强相干光束照射下产生响应，而使折射率等光学现象发生变化的现象。1960年代，弗兰肯等人用红宝石激光束所得到的强光束通过石英晶体时产生了二次谐波，而基频光频率是光波频率的1/2，首次发现了倍频现象[1-3]。这一发现开创了非线性光学及其物质载体的研究范畴文献综述。通过研究我们发现，具有非对称的电荷分布、大的π电子共轭体系、大的极化率的分子构成的物质即可作为非线性光学材料。可以作为非线性光学材料的晶体一般有几种：无机晶体、有机晶体、无机-有机杂化晶体、金属有机晶体。无机晶体中，KDP 型晶体、KTP型晶体、钙钛矿型晶体、沸石分子筛基材料、玻璃非线性光学材料、半导体、硼酸盐晶体等具有晶体纯度高、各项异性、稳定的性质，被广泛用于非线性光学材料[4]。有机晶体因其具有结构多样化、非线性极化率高、可变性强、光学响应速度快[5-7]等优点，引起化学工作者们的注意，从而被探索研究，广泛应用于非线性光学材料[8]。