碱金属掺杂叔丁基杯[4]芳烃体系的结构及非线性光学性质.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)JulyActaP．一Chim．Sin．2014，30(7)，1223-12291223[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201405091www．whxb．pku．edu．cn碱金属掺杂叔丁基杯【4】芳烃体系的结构及非线性光学性质侯娜李莹吴迪李志儒(吉林大学理论化学研究所，理论化学计算国家重点实验室，长春130023)摘要：采用密度泛函理论B3LYP方法得到了M@t-Bu—calix[4]arene和(M@t-Bu—calix[4]arene)Li(M=

2、Li，Na，K)体系的几何结构．其中(M@t-Bu—calix[4]arene)Li(M=Li，Na，K)_-个体系各有5个稳定异构体，在前三个异构体中，碱金属与t-Bu—calix[4]arene分子间具有很强的相互作用能，说明了体系的稳定性．在部分(M@t-Bu—calix[4]arene)Li异构体中Li原子以阴离子形式存在，整个体系表现出碱金属化物的特性．此外，使用CAM-B3LYP方法计算了t-Bu．calix[4]arene及碱金属掺杂后体系的非线性光学性质．结果表明，t-Bu-calix[4]arene内部掺杂一

3、个碱金属原子M后，体系的一阶超极化率(／30)有较大提高，而在配体外部又掺杂一个L}原子后，体系具有更大的』3o值．其中(M@t-Bu—calix[4]arene)Li体系的MLi'-4异构体表现出最高的』30值(41827—114354a．u．)，并且随着M原子序数的增加而逐渐增大．可见，碱金属掺杂是提高t-Bu—calix[4．]arene非线性光学响应的一种有效策略．关键词：密度泛函理论：掺杂效应：碱金属化物：非线性光学：一阶超极化率中图分类号：O641StructuresandNonlinearOpticalPrope

4、rtiesofAlkaliMetal-Dopedt-Bu·calix[4]areneMoleculesHOUNaLIYingWUDiLIZhi-Ru(StateKeyLaboratoryofTheoreticalandComputationalChemistry,InstituteofTheoreticalChem&try,JilinUniversityChangchun130023．R．China)Abstract：UsingdensityfunctionaItheo~withtheB3LYPfunctiona1．theop

5、timizedgeometricalstructuresoftheM@t-Bu-calix[4]areneand(M@t-Bu-calix[4]arene)Li(M=Li，Na，K)compoundswereobtained．Fivestablelsomerswereidentifiedforeachbi．alkali．metal—dopedfM@t-Bu-calix[4]arene)Lispecies．ThefirstthreeIow．1yingisomershaveconsiderableintramolecularint

6、eractionenergiesbetweenalkalimetalatomsandthet-Bu．calix[4]arenemolecule，indicatingtheirstabilities．Accordingtonaturalbondorbitalanalyses。theoutsideLiatomisnegativelychargedinsome(M@t-Bu-calix[4]arene)Listructures，indicatingthealkalidecharacteristicsoftheseisomers．1n

7、addition，thenonlinearoptical(NLO)propertiesofisolatedandalkali—metal—dopedt-Bu-calixf4]arenemoleculeswerecalculatedusingtheCAM-B3LYPmethod．Theresultsindicatethatthesingle—dopedefectofalkalimetaIMgreatlyenhancesthefirslhyperpolarizability(o)ofthet-Bu．calix[4]arenemol

8、ecule．Inparticular,whenanotherLiatomisdopedoutsidetheM@t--Bu-calix【4]arenespecies，theresulting(M@t-Bu—calix【4]arene)Licompoundsexhibitlarg