修饰纳米管构造高性能的非线性光学材料分子

本项目拓展了非线性光学材料的新的前沿领域，把纳米管修饰体系引入非线性光学材料的研究领域。用量子化学方法研究纳米管锂盐及锂盐电子化合物、胶囊型纳米管内掺杂体系及杂原子取代纳米管外掺杂体系的结构和非线性光学性质。探索具有大的非线性光学响应的纳米材料。.总结锂盐效应、碱金属掺杂效应、杂原子取代效应和不同纳米管的尺寸效应的对于纳米管修饰体系的非线性光学响应的影响。在纳米管修饰体系中预测潜在的品优的非线性光学材料分子，提供其设计的新思想，建议可能的优良非线性光学材料的结构及性质，为实验工作者合成新型高效的非线性光学材料提供重要的理论成果。

在过去的三年中，本课题组首先对一系列的电子化合物分子的结构和非线性光学性质进行研究。进一步对纳米管相关的碳材料石墨烯锂盐及其电子化物的非线性光学性质进行研究，得出一系列有趣的结果并总结相关体系的计算方法。在上两个工作的基础上，设计合理的纳米管内掺杂以及外掺杂模型，对其非线性光学响应进行系统地研究。并对这类模型在极性分子内掺杂体系的非线性光学性质进行了理论前瞻研究和预测，目前已取得预期的结果。尤其是申请者近期经过文献总结以及调研分析本课题组以及相关课题组的研究工作，分别介绍并比较了纳米管、富勒烯以及石墨烯体系的结构、第一超极化率以及第二超极化率等非线性光学性质。相关工作“Quantum chemical design of nonlinear optical materials by sp2-hybridized carbon nanomaterials: issues and opportunities”以“Feature Article”的形式发表在J. Mater. Chem. C上。并得到了审稿人的高度评价。.依托于本项目研究工作，本课题组认真准备、团结协作，按阶段圆满超额完成了计划中预定的任务，为申请以及完成新的项目奠定了很好的基础。项目主持人以第一作者或者通讯作者的身份在国际知名的化学杂志（Chem -Eur J; J. Mater. Chem; J Mater Chem C; J. Phys. Chem. A/C; J. Compu. Chem.; ChemPhysChem 和 Phys Chem Chem Phys 等）上发表SCI 论文22篇。