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本文通过分子设计,将具有授受电子两重性的三羰基铬基团(Cr(CO)3)与咔唑单元配位,合成了具有非线性光学的金属有机配合物:单核单体N-烯丙基咔唑三羰基铬(ACzC),并将其作为侧链基团接入聚硅氧烷中,得到了成膜性好,Tg低,可加工的非线性光学高分子材料。
采用元素分析、质谱、红外光谱、核磁共振、X-ray单晶衍射、热重分析以及凝胶渗透色谱等分析手段对所得配合物单体及聚合物进行了结构表征。所得单体配合物中金属Cr为中心等价键合到配位苯环的六个碳原子,在非平面共轭体系的垂直方向上形成独特的多重电荷转移作用。这种电荷转移特性不仅受溶剂极性的影响,而且在更大程度上依赖于金属配体的电子性质,后者可作为一种精细调控这种配位体系中推拉电子结构的手段。电子吸收光谱研究表明,合成配合物在低能区域出现金属到配体的电荷转移(MLCT)吸收峰。荧光光谱研究表明,合成配合物均表现出类似于对应有机配体的荧光发射行为,其原因归属于对应有机配体的激发态。
通过飞秒Z-Scan和简并四波混频方法分别研究考察了单体配合物以及聚合物的非线性光学性质,结果表明,在咔唑环上引入三羰基铬基团,可使分子三阶极化率γ值提高十二至十四倍,这主要归因于MLCT的贡献。聚硅氧烷修饰后的聚合物明显改善了材料的成膜性,降低了聚合物的玻璃化转变温度,使所得聚合物材料的可加工性有了进一步的提高。