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有机二阶非线性光学材料作为高性能电光器件的核心组成部分,得到了研究人员的广泛关注。主客体掺杂极化聚合物材料是目前研究最广泛的有机二阶非线性光学材料,其核心材料是用于掺杂的有机二阶非线性发色团。因此,发色团的设计和合成在非线性光学领域具有重要意义。目前来说制备高性能有机二阶非线性光学材料的难点主要有以下几点:1)设计合成具有高非线性光学活性的发色团分子;2)将发色团分子的微观非线性转化为材料的宏观电光系数;3)提高材料的热稳定性和光化学稳定性等性能。 基于以上几点,本论文的工作主要是通过向发色团分子共轭电子桥上引入苯环类刚性位阻基团,设计合成简单易得且性能优良的发色团分子,研究发色团结构对性能的影响;并且制备稳定性优良的主客体掺杂型电光聚合物,研究所设计的发色团对材料电光性能和取向稳定性的影响。 1)通过在共轭电子桥上引入苯环类刚性位阻基团,设计合成了以久洛尼定为电子给体,三氰基呋喃为电子受体的两种有机二阶非线性发色团分子CL1和CL2,并对其系统地进行了表征。热失重分析表明,在电子桥上引入刚性位阻基团后,发色团分子表现出非常好的热稳定性(热分解温度均高于260℃),并且分解温度比没有刚性位阻基团的发色团分子提高了25-30℃。更重要的是,在电子桥上引入刚性位阻基团,有效地减弱了发色团之间的偶极-偶极相互作用,可以将发色团分子相对较小的分子一阶超极化率有效地转化为材料比较高的电光系数。将所合成的两种发色团分子与聚碳酸酯以质量分数45%掺杂,在1310nm激光下进行电光系数测试,两种发色团都表现出非常好的电光性能,电光系数高达200 pm/V,是没有刚性位阻基团发色团分子的1.6倍。所合成的发色团分子因其较高的电光系数、优良的稳定性以及较高的产率,将在非线性光学领域有非常好的应用前景。 2)首次将苯环类刚性位阻基团引入到吲哚啉类发色团分子的共轭电子桥上,设计合成了发色团CLH-2来继续研究电子桥上的刚性位阻基团对材料性能的影响。热失重分析结果表明,在电子桥上引入刚性位阻基团,可以大大提高发色团分子的热稳定性;电光系数测试结果表明,电子桥上引入的刚性位阻基团,可以将发色团分子相对较小的分子一阶超极化率有效地转化为材料比较高的电光系数,发色团CLH-2表现出良好的电光性能,电光系数高达100 pm/V,是没有刚性位阻基团发色团分子的1.7倍。研究结果再次表明,在发色团分子的共轭电子桥上引入刚性位阻基团,可以很好地提高发色团分子的热稳定向和聚合物电光材料的电光性能和取向稳定性,为以后发色团分子的设计提供了新的方法和方向。