[發(fā)明專利]一種鎘金屬有機配合物二階非線性光學(xué)材料的合成與應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410526497.0
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104311584A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉廣寧;史雙雙;褚亞楠;吳麗;劉玉潔;李村成
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08;C30B29/54;G02F1/361
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二階非線性光學(xué)響應(yīng)金屬配合物，特別是涉及鎘金屬有機配合物二階非線性光學(xué)材料(H₃O)[Cd₃(Hpada)₂(pada)(H₂O)]的合成及應(yīng)用，其中H₃pada?=?3,5吡唑二甲酸。

背景技術(shù)

金屬有機配位化合物是通過金屬離子，如過渡金屬、稀土金屬離子與有機配體通過形成配位鍵而生成的一類化合物，因金屬離子和有機配體選擇多樣且可以靈活搭配，使得金屬配位化合物的結(jié)構(gòu)非常豐富且可以在一定程度上進行調(diào)控，金屬配合物的這些特點使其在光、電器件和能源等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，從而引起了科學(xué)家們濃厚的研究興趣。其中，金屬配合物的二階非線性光學(xué)性能的研究受到了越來越多研究者的重視。

在激光出現(xiàn)之前，人類對光學(xué)現(xiàn)象的了解僅僅停留在“線性光學(xué)”階段。所謂線性光學(xué)是指當(dāng)弱光束在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率、吸收系數(shù)等主要光學(xué)參數(shù)與入射光的強度無關(guān)，即這些主要參數(shù)不會隨光的強度的改變而發(fā)生改變，并且光的頻率也不會在傳播過程中改變。但是隨著激光的發(fā)現(xiàn)，線性光學(xué)已經(jīng)無法解釋一些新的光學(xué)現(xiàn)象，如當(dāng)一束激光經(jīng)過介質(zhì)以后發(fā)射出一束新頻率的光束。因此，非線性光學(xué)作為一門新興的光學(xué)學(xué)科應(yīng)運而生，相應(yīng)地，對非線性光學(xué)特別是二階非線性光學(xué)材料的研究已經(jīng)成為一個非常具有科學(xué)價值的研究課題，所制備的具有優(yōu)異二階非線性光學(xué)響應(yīng)的材料在光學(xué)信息處理、激光頻率轉(zhuǎn)換、光電通訊、集成電路、光子計算和動態(tài)成像等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。與純無機或純有機二階非線性光學(xué)材料相比，金屬有機配合物具有良好的電荷轉(zhuǎn)移、較多的躍遷能、金屬原子的多樣性以及基態(tài)和激發(fā)態(tài)間偶極矩變化明顯等優(yōu)點，成為目前二階非線性光學(xué)材料領(lǐng)域的研究熱點和前沿。

一種分子或材料要具有二階非線性光學(xué)性能要求其結(jié)構(gòu)必須是非中心對稱的且結(jié)晶于非中心對稱的空間群。典型的具有二階非線性光學(xué)性質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)還符合“Donor-π-Acceptor”構(gòu)型。電子給體（Donor）和受體（Acceptor）之間通過共軛結(jié)構(gòu)連接在一起。電子給體借助共軛橋把電子轉(zhuǎn)移到電子受體產(chǎn)生二階非線性光學(xué)效應(yīng)。傳統(tǒng)意義上，構(gòu)筑二階非線性光學(xué)響應(yīng)的金屬有機配合物是利用非中心對稱的、甚至是手性的配體與金屬離子配位。然而，最近的研究表明只要金屬離子與有機配體采取一種不對稱的配位方式，且配合物分子在晶體中以不對稱的方式堆積也可以構(gòu)筑出二階非線性光學(xué)響應(yīng)的非心配合物。如此以來，具有二階非線性光學(xué)響應(yīng)的非中心對稱化合物的數(shù)量將會極大的增加。但因為到目前為止還沒有足夠的實際經(jīng)驗和合成策略，所以利用中心對稱的配體構(gòu)筑二階非線性光學(xué)響應(yīng)的非心配合物仍然是具有挑戰(zhàn)性的一件事情；相應(yīng)地，相關(guān)材料的合成和報道也較少。

3,5吡唑二甲酸含有一個吡唑環(huán)和兩個羧基，是一個中心對稱的分子。吡唑為五元環(huán)電子共軛體系；其和羧基都具有較強的且多樣的配位能力，可以和金屬離子構(gòu)筑零到三維的結(jié)構(gòu)豐富且新穎的金屬配合物。因此，通過調(diào)控反應(yīng)條件，制備基于3,5吡唑二甲酸配體的非中心對稱金屬配合物，可以為此領(lǐng)域的研究提供有用的經(jīng)驗；同時所獲得的具有優(yōu)異二階非線性光學(xué)性能的化合物，可為二階非線性光學(xué)器件的制作提供潛在的物質(zhì)材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于由中心對稱的3,5吡唑二甲酸配體合成一種二階非線性光學(xué)響應(yīng)鎘的金屬配合物(H₃O)[Cd₃(Hpada)₂(pada)(H₂O)]。

本發(fā)明包括如下技術(shù)方案?

1.?一種二階非線性光學(xué)晶體材料(H₃O)[Cd₃(Hpada)₂(pada)(H₂O)]，H₃pada?=?3,5吡唑二甲酸，其特征在于：該化合物為單斜晶系，結(jié)晶于極性空間群為Pc，單胞參數(shù)為a?=?8.84(3)??,?b?=?12.78(5)??,?c?=?12.21(4)??,α=?γ?=?90?o,?β?=?100.06(7)?o，Z?=?2，單胞體積V?=?1358.85(17)。

2.?一種權(quán)利要求1的具有二階非線性光學(xué)響應(yīng)配合物的制備方法，其特征在于：