研究目的
通过将硼酸衍生的水杨醛腙（BASHY）核心与光致变色螺恶嗪和呋喃酯基团夹层结合，研究具有可变非线性光学（NLO）响应的多态荧光光开关的设计。
研究成果
该研究通过将BASHY核夹在光致变色螺恶嗪和富烯基团之间，成功设计出具有吸收、发射和非线性光学多重响应的三元光开关。这些开关有望作为多功能光学材料应用于多个科技领域。
研究不足
该研究为计算性质，缺乏实验验证。其重点在于光学特性和非线性光学响应的理论预测，这些预测可能与实际实验结果存在差异。
由光致变色螺恶嗪和富烯基团实现的具有光开关特性的硼酸衍生水杨醛腙：光学吸收、荧光发射及二次非线性光学的多重响应
DOI：10.1021/acs.jpcc.9b08050
期刊：The Journal of Physical Chemistry C
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
本文提出了一种新型硼酸衍生水杨叉腙（BASHY）核被光致变色螺恶嗪和呋喃酯基团夹心的结构方案，用于设计具有可变非线性光学（NLO）响应的多态荧光光开关。通过密度泛函理论（DFT）系统研究了其光学吸收、荧光发射和静态一阶超极化率（β）特性。研究发现，基于BASHY的夹心系列在三种光异构体间表现出显著的吸收和发射性质差异，这主要归因于空穴-电子描述符量化且电子密度差（EDD）图可视化的相应电子跃迁特征发生巨大变化。然而螺恶嗪部分类黑色素（MC）形式中呋喃酯部分的异构化未能显著移动最大吸收/发射波长，因其本征跃迁特征高度相似。此外，三种光异构体间观察到显著的β对比度，这是由于光异构化时螺恶嗪和/或呋喃酯基团对总β的贡献根据β密度发生显著变化所致。虽然当呋喃酯从闭合（C-）形式转变为开放（E-）形式时分别对螺恶嗪（SO）异构体产生负向和正向贡献，但其主导的βxxx值虽符号相反但量级仍相近，导致二次非线性光学响应非常接近。因此，本研究精心构建了具有吸收、发射和NLO多重响应的迷人三元光开关，有望作为多功能光学材料应用于多个科技领域。
作者：
Jianyong Yuan，Yizhong Yuan，Xiaohui Tian，Hongshuai Wang，Yidan Liu，Ruishu Feng
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