对萘二酰亚胺衍生物中硫代化效应的系统研究以调控其非线性光学性能

摘要： 本研究系统探究了萘二酰亚胺（NDI）分子中硫原子数量与位置对其非线性光学（NLO）响应特性的调控作用。通过密度泛函理论（DFT）计算三阶极化率（γ）发现，硫代修饰显著影响NDI衍生物（NDI-1至NDI-10）的非线性光学性质。其中含四酮基的NDI-1与含四硫酮基的NDI-10表现出最小和最大的γzzzz分量振幅值，分别为503.49×10?36 esu和1299.5×10?36 esu。NDI-10的γzzzz振幅较NDI-1提升了796×10?36 esu（约150%）。与原型NLO分子对硝基苯胺（pNA）对比，在相同B3LYP/DZVP2理论水平下pNA的γzzzz振幅仅为42.64×10?36 esu?；谒芗赌Ｐ头治霰砻?，NDI-10较大的γzzzz振幅源于其更低的跃迁能。垂直电离势（VIP）计算显示硫代修饰未影响衍生物稳定性——NDI-1（6.63 eV）与NDI-10（6.57 eV）的VIP仅相差0.06 eV。综合比较表明，该系列衍生物在三阶极化率等电光性能方面展现出优异的光学/NLO材料应用潜力。