有机双光子吸收材料的合成与表征

优选有机双光子吸收材料的合成与表征目前一页\总数二十三页\编于十五点双光子吸收过程一般是两个光子同时被一个分子吸收，或者在极短的时间内两个光子被一个分子相继吸收，一般两个光子吸收的时间差小于0.1飞秒（1飞秒=10-15秒）。一般认为吸收是经过一个假想态（virtualstate），然后到达一个分子的激发态。1.双光子吸收过程原理及应用目前二页\总数二十三页\编于十五点a双光子吸收b单光子吸收S单线态能级，T三线态能级，V虚拟中间态，hv

吸收光能量，Fl荧光，Ph磷光，Ⅺ系间窜越双光子吸收示意图目前三页\总数二十三页\编于十五点1931年Goppert-Mayer理论上证明了双光子吸收过程的存在；20世纪60年代激光器出现后，实验观测到双光子吸收现象；由于缺少大的双光子吸收截面材料（均小于10-48cm4•s/photon），限制了其应用研究；20世纪90年代后，大双光子吸收截面有机分子被逐渐发现（10-46cm4•s/photon）1.2双光子吸收的发现与研究目前四页\总数二十三页\编于十五点单光子吸收的强度与入射光强成正比（线形吸收），双光子吸收的强度与入射光强的平方成正比（非线形吸收）；单光子吸收的辐照光源一般在紫外区（≤400nm），双光子在可见-近红外区（≥800nm），长波长使得入射光的损耗较小，在介质中的穿透性好；1.3

双光子吸收的优点目前五页\总数二十三页\编于十五点1.4双光子吸收的应用双光子过程以其特有的三维处理能力和极高的空间分辨率而在生物、物理、化学、医学、微电子技术等广泛领域显示出变革性的应用潜力。双光子上转换激光、双光子光限幅、双光子三维光存储、双光子光动力学疗法、双光子生物荧光显微镜、双光子光聚合等。目前六页\总数二十三页\编于十五点1.5应用举例双光子聚合双光子聚合机理与单光子基本相同，惟有光子的吸收机理不同。目前七页\总数二十三页\编于十五点目前八页\总数二十三页\编于十五点Kawata将计算机辅助设计和双光子聚合技术相结合，成功的制造出了红细胞大小的立体公牛（长10μm，高7μm）（Nature,2001,412:697~698）。另外还制作出了一个微小的弹簧，弹簧的直径为300nm，用激光作动力拉动弹簧，测出了弹簧的弹性常数为8.2nNm-1。光子晶体是用于控制光的一种器件，工作原理与半导体类似。目前九页\总数二十三页\编于十五点2.有机双光子吸收材料的研究进展一般要求：具有共轭大π键，吸电子基团，给电子基团，如D-π-D,D-π-A-π–D,A-π-A,A-π–D-π-A,A-π–D结构等，共轭大π键越长，吸收截面越大；分子的偶极矩及极化率都对分子的吸收截面有重大影响。目前十页\总数二十三页\编于十五点2.1二苯乙烯体系1998年，Albota等人报道了以反式二苯乙烯为共轭电子中心，不同共轭长度和不同给电子取代基的有机双光子吸收材料Science1998，281：1653

目前十一页\总数二十三页\编于十五点2.2二烷基取代芴体系Prasad研究组合成了一系列不同取代端基的烷基取代芴衍生物Chem.Mater.1998，10：1863

目前十二页\总数二十三页\编于十五点AFX系列双光子吸收材料

Chem.Mater.2001，13：1896目前十三页\总数二十三页\编于十五点2.3联苯体系2.4蒽体系2.5二噻吩并噻吩体系2.6二氢菲体系目前十四页\总数二十三页\编于十五点2.6配合物分子体系

J.Mater.Chem.2005，15：579

Angew.Chem.Int.Ed.2004，43：2

目前十五页\总数二十三页\编于十五点2.7多分枝分子体系目前十六页\总数二十三页\编于十五点目前十七页\总数二十三页\编于十五点目前十八页\总数二十三页\编于十五点2.8自组装体系目前十九页\总数二十三页\编于十五点3.三嗪衍生物的制备与光学性质研究目前二十页\总数二十三页\编于十五点3.12，4，6-三（3-（N-乙基）咔唑乙烯基）均三嗪的制备与光学性质目前二十一页\总数二十三页\编于十五点TC系列化合物在四氢呋喃溶液中的单光子吸收（左）和荧光（右）λ(1)maxaλflmaxbΔνSTcλflmax

dσ2eσ2/MW

fTg——TC239145937894873970.745(1.0)TC340046434884909941.347(1.8)aλmaxoftheone-photonabsorptionspectrainnm.bλmaxoftheone-photonfluorescencespectrainnm.cStokesshiftincm-1(1/λ(1)max─1/λflmax).dTPEFpeakpositioninnm.eTPAcrosssectioninGM.fReducedcrosssection.gweakfluorescencecannotbedetect