基于结构相变的非线性光学开关材料取得新进展

作者:亚博国际游戏官网发布时间:2022-05-11 01:08

本文摘要:非线性光学电源材料在信息处理、光电开关、通讯等方面具备最重要应用于前景而受到普遍注目。由于非中心对称结构的非线性极化才能产生倍频效应,所以可在中心对称结构与非中心对称结构之间切换的结构热力学是构建具备低电源比非线性光学电源材料的一个最重要策略。

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非线性光学电源材料在信息处理、光电开关、通讯等方面具备最重要应用于前景而受到普遍注目。由于非中心对称结构的非线性极化才能产生倍频效应,所以可在中心对称结构与非中心对称结构之间切换的结构热力学是构建具备低电源比非线性光学电源材料的一个最重要策略。不过,作为一般性规律,温度的上升偏向于使晶态材料再次发生对称性破缺(比如丧失对称中心),因此温致结构热力学引发的非线性光学号召不道德一般都是在降温过程中经常出现倍频信号的转录,而在加热过程中经常出现对称中心并使倍频效应几乎淬灭的非线性电源材料较少见。

  近期,中山大学张伟雄副教授课题组搭配不易产生构象变化的环状极性吡咯烷鎓离子与一维[CdCl3]链构筑了一例六方类钙钛矿因应物(C4H10N)[CdCl3],并找到它可以展现出出有出现异常的关-进-关口两步非线性光学切换不道德。(Moleculardynamicsofflexiblepolarcationinvariableconfinedspace:towardexceptionaltwo-stepnonlinearopticalswitches.Adv.Mater.,2016,28,5886,DOI:10.1002/adma.201600895)  该课题组近几年来致力于将柔性有机阳离子限域于主体配位骨架中,并利用有机阳离子随温度而转变的动力学不道德构建并调控整体化合物的温致热力学不道德。早期工作中,他们构筑了系列基于三维配位骨架的钙钛矿化合物,并详尽研究了它们的结构热力学机理及其介电号召不道德。

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在近期的这篇论文中,他们自由选择了一个构象多变的五元的环极性吡咯烷鎓离子与[CdCl3]链构筑了一例新的六方类钙钛矿因应物(C4H10N)[CdCl3](闻图)。  他们通过DSC、介电测试和变温倍频测试找到,该化合物随着温度的减少可以依序再次发生共轭的两步结构热力学;之后他们融合X射线结构分析和分子动力学仿真方法,证实这两步结构热力学不道德与极性阳离子随温度的减少而再次发生的两步失效过程有密切关系:  (1)在室温下正处于无序状态的有机阳离子趁此机会在240K附近再次发生环面内旋转不道德的失效,适当产生由中心对称结构(向量Cmcm)改变为极性结构(向量Cmc21)的铁电热力学,以及较少见的在降温过程中经常出现倍频信号的转录现象;  (2)之后随着温度的更进一步上升,有机阳离子在200K附近被几乎失效,同时由于主体无机链的链间排序再次发生了明显变化,每个客体阳离子都可以被分别失效在两个方向上,因而整体结构新的经常出现了对称中心,适当产生了由极性结构更进一步改变为中心对称结构(单斜C2/c)的出现异常结构热力学,以及在加热过程中使倍频效应几乎淬灭的出现异常非线性切换现象。  该研究工作深入探讨了由柔性极性阳离子在星型限域空间中的动力学变化而产生的出现异常结构热力学,以及少见的具备低电源比的关-进-关口两步非线性光学切换不道德,为研发新型非线性光学切换材料获取了最重要参照。


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