Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych. Summer 2012, W_11

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych. Summer 2012, W_11"

Milena Kurowska
5 lat temu
Przeglądów:

1 Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych Summer 2012, W_11

2 Mikrowytwarzanie (Microfabrication) Polimeryzacja rodnikowa akrylanów - słaba kontrola nad dyfuzją i czułość na obecność tlenu (wygaszanie reakcji) Polimeryzacja kationowa epoksydów (kat. kwasem) - większa kontrola nad dyfuzją Inicjator - światłoczuły twórca kwasu rozpoczynającego reakcję. Szybkość zapisu jest niska ze wzgędu na niskie współczynniki d max.

3 Tony ujemne - fragmenty żywicy poddane naświetlaniu stają się nierozpuszczalne w procesie wywoływania (odmywanie rozpuszczalnej części). Replika kształtu i struktury naświetlania Mikrowytwarzanie (Microfabrication) Tony dodatnie - żywica jest ciałem stałym a naświetlane fragmenty stają się rozpuszczalne w procesie wywoływania. Powstający obraz jest komplementarny z rozkładem naświetlania. Tony dodatnie efektywniejsze powstaje cały kształt

4 Tony ujemne Obraz SEM struktur kolumnowych otrzymanych poprzez naświetlanie (5 ns przy 745 nm) Zastosowane energie impulsu 0.8, 1.0, 1.2, and 1.5 mj. Kuebler et al. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2003, 127,

5 Mikrostruktury otrzymane na drodze 2PA Tony dodatnie Kuebler et al. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2003, 127,

6 Scrimgeour et al. Adv. Mater. 2006, 18, 1557

7 Obiecująca metoda wytwarzania złożonych struktur! Poważne ograniczenia czasowe - wytworzenie objętości 100x100x100 mm 3 to kwestia minut. Nierealistyczne do wykorzystania na masową skalę. Niskie (mimo wszystko) parametry 2PA obecnie używanych inicjatorów

8 Ogranicznik optyczny inteligentny materiał działajacy jak przesłona odpowiadająca tylko na krótkie impulsy świetlne (ps, ns) o wysokiej intensywności chroniąca czujniki optyczne (oko, soczewka obiektywu itp.) 2PA idealny kandydat za niskie d max Optical Limiting Kombinacja 2PA i ESA

9 Optical Limiting Impuls 5 ns przy 600 nm Impuls 5 ns przy 800 nm Ehrlich et al. Opt. Lett. 1997, 22, 1843 Lin et al. J. Mater. Chem. 2004, 14, 982

10 Optical Limiting d = 55 GM Morel et al. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5391

11 Oliveira et al. Adv. Mater. 2005, 17, 1890 Optical Limiting

12 P = c (1) E + c (2) EE + c (3) EEE +. P = a E + b EE + g EEE +. Zjawisko obserowwane w przypadku oddziaływania silnie skoncentrowanego światła z ośrodkiem o dużej pierwszej hiperpolaryzowalności. Efekt światło o podwojonej częstotliwości.

13 P = a E + b EE + g EEE +. SHG - wymaga niezerowej wartości podatności drugiego stopnia b (pierwszej hiperpolaryzowalności) w objętości fokalnej (ostrzenia). THG - wymaga styku pomiędzy dwoma obszarami o różnej podatności trzeciego stopnia g (drugiej hiperpolaryzowalności).

14 Obrazowanie biologiczne przewaga na mikroskopiami fluorescencyjnymi Brak ES - brak ewentualnych zniszczeń związanych z jego obecnością

15 2PA i SHG operują podobnie i jednocześnie, Oba procesy są zależne od długości fali i współzawodniczą między sobą o absorpcję do stanu wzbudzonego dozwolonego (absorpcja jedno-, badź dwufotonowa), lub też interakcją ze stanem wirtualnym, która powoduje powstawanie rozproszonenia i generuje SHG. Reeve et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 13484

16 b 0 2 ge ee gg 2 E ge ee moment dipolowy stanu wzbudzonego gg moment dipolowy stanu podstawowego ge dipolowy moment przejścia dla CT E ge - energia przejścia 1 esu = C m 3 V 2 esu ElectroStatic Units

17 Powszechność SHG: Każda molekuła niecentrosymetryczna D-p-A p musi być łatwo polaryzowalna CT o niskiej energii Uporządkowanie ukierunkowanie CT bez tego obserwujemy tylko rozproszenie Rayleigha

18 Optymalizacja struktur: D-p-A Zmiany w obrębie p Odpowiednio dobrany łącznik zapewnia odpowiednie sprzężenie pomiędzy D i A Charakterystyka mostka determinuje warunki początkowe dla CT (odpowiednie H-L dodatkowo zmienione poprzez dodanie D i A) Rozwiązanie idealne - zastosować wysoce polaryzowalny mostek, który w połączeniu z D i A zapewni maksymalne b

19 Mostki polietenowe Rozpuszczalność maleje Fotostabilność maleje Słaba odporność na atak elektrofilowy Alain et al. Chem. Phys. 1999, 245, 51

20 Do tej pory słabo poznane spodziewane analogiczne do polietenów Zalety: Silne przejście CT Zmniejszenie H-L Wady: Słaba rozpuszczalność

21 2PA Możliwości: Zmiany w obrębie rdzenia wprowadznie innych jonów metali

22 Optymalizacja struktur: Zmiany w obrębie p Zmiany w obrębie D/A Niewielka różnica energii kulombowskiej pomiędzy D i A powoduje znaczne sprzężenie przez mostek powstaje istotne przejście o dużej sile oscylatora* i małej odległości H-L różnica pomiędzy momentami dipolowymi stanów podstawowego i CT jest mała niska wartość b. (Cjaniny) W przypadku silnych donorów i akceptorów (duża różnica w energii kulombowskiej) moment dipolowy CT jest silniejszy, ale siła oscylatora przejścia jest niska słabe nakładanie p. Odległość H-L zwiększona asymetryczne (kosztowne energetycznie) rozdzielenie ładunku. *Siła oscylatora - bezwymiarowa wartość opisująca wielkość przejścia elektronowego

23 Marder et al. Science 1991, 252, 103

24 Przewaga układów dipolowych nad kwadrupolarnymi Struktura D-p-A - moc donorów i akceptorów Wpływ łącznika (mostka) - odległość H-L

Podobne dokumenty

Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych. Summer 2012, W_12

Liniowe i nieliniowe własciwości optyczne chromoforów organiczych Powszechność SHG: Każda molekuła niecentrosymetryczna D-p-A p musi być łatwo polaryzowalna CT o niskiej energii Uporządkowanie ukierunkowanie