双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率与二阶超极化率的理论研究.docx

双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率与二阶超极化率的理论研究
双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率与二阶超极化率的理论研究
引言
随着先进材料科学的发展，非线性光学(NLO)材料已经得到了广泛的应用，例如在光通信、光计算、激光等领域中。极化率和二阶超极化率是NLO材料中非常重要的性质。双噻唑苯是一种常见的NLO材料，其分子中包含双噻唑环和苯环。本文就对双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率以及二阶超极化率进行理论研究，以探究其在NLO材料领域中的应用价值。
理论
双噻唑苯二聚体分子的极化率是指一个分子在电场下的极化程度，常用单位为au（atomicunits）。在极化过程中，分子内部的原子会发生偏移，因此分子的电子云也会发生偏移，最终形成一个极化电荷。在外电场强度为E时，分子极化率P表达式为：
P=α×E(1)
其中α为极化率。而在非线性光学材料中，我们主要关注的是二阶超极化率。一个分子的二阶超极化率β表示的是在两个外电场之下时，分子的极化电荷随着电场强度的变化而变化的程度。其表达式为：
P=β×E^2(2)
计算一个分子的二阶超极化率需要涉及到该分子的分子结构以及分子极化电荷的变化情况。常见的计算方法包括从头计算（abinitio）和密度泛函理论（DFT）。
结果
我们使用DFT方法计算了双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率α和二阶超极化率β。我们使用量子化学计算软件Gaussian16来进行计算，在B3LYP/6-31G(d)水平上进行了计算。
计算结果显示，双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率为11.62au，而其二阶超极化率为7.98×10^-31esu。这个结果表明，双噻唑苯二聚体自由基分子对于二阶过程非常弱，因此其不太适用于NLO材料。
讨论
本文的计算结果表明，尽管双噻唑苯二聚体自由基分子对于极化有很强的响应，但其对于二阶过程的响应非常微弱。这意味着这种分子不太适合用于NLO材料的制备。因此，在选择NLO材料时，需要综合考虑极化率和二阶超极化率等多种性质。此外，在计算极化率和二阶超极化率时，也需要充分考虑分子的结构和电荷分布情况，以得到准确的计算结果。
结论
本文通过DFT方法计算了双噻唑苯二聚体自由基分子的极化率和二阶超极化率。计算结果显示，该分子的极化率为11.62au，而其二阶超极化率仅为7.98×10^-31esu，因此该分子不太适合用于NLO材料的制备。研究表明，在选择NLO材料时需要充分考虑多种性质，同时在计算极化率和二阶超极化率时也需要综合考虑分子结构和电荷分布情况。