含二茂铁基团的有机共轭小分子的非线性光学性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：有机π共轭分子体系具有制备成本低，光学非线性较强的特性，通过适当的分子修饰，能够简单地实现溶解性，稳定性的改善。此外，通过拓展分子的π共轭体系，引入分子内电荷转移等手段，可以实现对分子光学非线性的调制。在已有的研究中，发现用五元环代替六元环可以改善小分子多环芳烃分子的溶解性、氧化性和易变质、易聚合的特性。因此本身就具有两个五元环的二茂铁（二环戊二烯合铁）分子由于其特殊的分子结构，在对其结构进行特定的修饰之后，也可以具备优秀的非线性光学特性。

目的：利用实验测试得到样品分子的三阶非线性吸收与折射与瞬态吸收特性。通过理论分析得到样品的光学非线性吸收系数和非线性折射率，并分析得到其非线性产生机制与激发态动力学过程。

意义：综合实验数据和理论分析结果，得到二茂铁化合物中的非线性吸收和折射，并分析其产生机制，为后续材料制备及实验开展提供理论基础。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1 通过飞秒激光下的z扫描测试和瞬态吸收光谱等实验方法研究该二茂铁化合物的非线性光学特性。

2 在matlab环境下，基于非线性光学理论建立模型，使用数值模拟对实验结果进行分析，可以获得该材料的三阶非线性吸收系数和折射率。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：通过飞秒激光下的z扫描测试方法研究该二茂铁化合物的三阶非线性吸收和折射，采用一套较为完整的从原理分析、模型构建、数值仿真及优化的研究方案，结合matlab数值模拟对实验结果进行分析，得到该材料的三阶非线性吸收系数和折射率，并通过瞬态吸收谱分析其超快光学非线性的动力学特性。综合实验数据和理论分析结果，探讨该二茂铁化合物中光学非线性的产生机制并得出结论。

步骤：

1．查阅文献资料，了解二茂铁分子基团的研究现状；认真学习matlab软件；

4. 参考文献

[1] durandr j, achelle s, gauthier s, et al. incorporation of a ferrocene unit in theπ-conjugated structure of donor-linker-acceptor (d-π-a) chromophores fornonlinear optics (nlo) [j]. dyes and pigments, 2018, 155:68-74.

[2] hanw, shi y, xue t, et al. synthesis and electrochemical, linear and third-ordernonlinear optical properties of ferrocene-based d-π-a dyes as novel photoredoxcatalysts in photopolymerization under visible led irradiations [j]. dyes andpigments, 2019, 166:140-148.

[3] teimuri-mofradr, rahimpour k, ghadari r, et al. ferrocene based nonlinear opticalchromophores: synthesis, characterization and study of optical properties [j].journal of molecular liquids, 2017, 244:322-329.

5. 计划与进度安排

第1周，2022年2月24日-3月1日，指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发，系主任审核任务书。指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求。

第1—2周，2022年2月24日-3月8日，学生提交开题报告等材料，指导教师审核；

第3—14周，2022年3月9日-5月31日，学生按开题报告撰写论文；