Впервые изучена нелинейная оптика молекул дибензотиофена

Исследование молекул на основе дибензотиофена

Группа учёных из Университета Бахавалпура в Пакистане — Арудж Зульфикар, Махрин Икбал и Афифа Юсуф — провела исследование оптоэлектронных свойств четырёх серий циклических систем на основе дибензотиофена. Эти молекулы имеют структуру D–π–D и содержат π-мосты из 1,2-бис(диазенил)бензена.

Энергетические зазоры и гиперполяризация

Используя методы DFT и TD-DFT, учёные измерили энергетические зазоры молекул. Молекула AZ-Se1 показала минимальный зазор — 0,97 эВ, тогда как у AZ-O2 он составил 2,79 эВ. AZ-Se1 также продемонстрировала эффективную внутримолекулярную передачу заряда.

Первый коэффициент гиперполяризации AZ-Se1 достиг 66 947,17 а.е., что свидетельствует о сильных нелинейных оптических свойствах. Динамическая гиперполяризация измерялась при длинах волн 1460 нм и 1907 нм, где значения γ(ω, ω, 0) составили 9,3×10⁸ а.е., а γ(−2ω, ω, ω) — 1,4×10⁹ а.е.

Перспективы в нелинейной оптике

Молекула AZ-Se1 проявила высокую эффективность во втором гармоническом генерации и перспективна для третьего порядка нелинейных оптических применений с использованием dc-SHG. Коэффициент сбора света достигает 0,99, а время радиационного затухания — 40,82 наносекунд. Эти показатели делают её привлекательной для фотонных устройств.

Значение исследования и будущее развитие

Исследование, проведённое без внешнего финансирования, открывает новые горизонты в разработке материалов для оптоэлектроники и нелинейной оптики. Высокие значения гиперполяризации и оптимальные энергетические зазоры молекул, подобных AZ-Se1, могут обеспечить широкое применение в фотонных технологиях, особенно в оптических передатчиках и сенсорах.

Полученные результаты важны как для научного сообщества, так и для промышленности, стимулируя технологический прогресс и развитие новых устройств.