[00132008]卟啉有机超分子材料激发态光学非线性研究

卟啉是一类容易产生光致电子转移和能量转移的有机光电材料，由于具有较大的三阶光学非线性，它们在光控制、分子开关和光限制等方面有着重要的应用价值。同时它们可以形成丰富的有机超分子体系。近些年来，对它们的研究已成为国际上的热点课题之一。在本项目中，我们开展了不同金属化、取代基和硫杂化卟啉及其形成的有机超分子的激发态光学非线性研究，获得了其光学非线性性质。并以此为基础，分析了结构变化、超分子中分子间相互作用对光学非线性的影响。通过锌卟啉与吡啶之间形成的超分子动态平衡过程实现了对非线性吸收的精细调整，即利用超分子的动态概念获得了对卟啉光学非线性在一定范围内的控制；通过在酸性介质中的质子化作用实现了非线性吸收在宽的光谱范围内的显著增强。在对提高材料光学非线性性能的研究中，发现两种具有良好光学非线性的材料通过共价链接的方式组合在一起将极大的提高该体系的非线性性能，这种方式可能是获得材料光学非线性提高的一条有效途径。利用这种共价直连方式已经将卟啉与单壁碳纳米管、石墨烯等具有优异光学和电子性能的材料进行了组合，发现其在光限制效应上的显著提高。