利用多个光学非线性源之间的协同合作,我们报告了一系列具有稠合 π 系统和空间调节芳基间扭曲角的富电子含
噻吩供体-受体发色团的设计、合成和非线性光学特性。这些结构耦合了光学非线性背后的两个关键机制,即(i)分子内电荷转移,通过增加电子密度和减少发色团
噻吩环的芳香性而大大增强;(ii)扭曲的发色团几何形状,产生多种紧密排列的激发态基态和激发态之间的偶极矩变化几乎是未扭曲系统的两倍。光谱、电
化学和非线性 Z 扫描测量,结合量子
化学计算,阐明分子结构与非线性折射率增强机制之间的关系。实验和计算共同揭示了对溶剂极性有强烈反应的基态结构,导致显着的负溶剂致变色 (Δλ ≈ 10(2) nm) 和在固态和极性溶剂中占主导地位的两性离子/芳族结构。在凝聚的 π 系统中获得低于 2.0 eV 的基激发态能隙,扭曲系统与未扭曲系统的能隙较低。扭曲结构中第二超极化率的实部远大于虚部,最高扭曲角发色团给出|Re(γ)/Im(γ)|