激发态分子内质子转移有机分子的研究进展.docxVIP

光 电 子·激 光第 10 卷第 4 期 1999 年 8 月JOU RNAL O F O PTO EL ECTRON ICS·LA SER V o l.10 N o.4 A ug. 1999·综述·Ξ激发态分子内质子转移有机分子的研究进展赵春柳张桂兰袁中香汤国庆陈文驹(南开大学现代光学所, 国家教育部光电信息技术科学开放实验室, 天津 300071)摘要激发态分子内质子转移有机分子具有光学双稳态、光致变色和光学非线性等性质, 可望成为一种优异的光信息功能材料而开始引起人们的关注。本文综述近年来对这类分子的研究进展, 以期推动这一 领域研究的进一步发展和开拓其应用。关键词激发态分子; 质子转移; 光信息功能材料Progress of Study on the Organ ic M olecules of Exc ited- sta te In tram olecular Proton Tran sferZhao Chun liuZhang Gu ilanYuan Zhongx iang T ang GuoqingChen W en ju( In stitu te of M odern Op t ics and Op to 2e lectron ic Info rm at io n Science and T echno logy L ab, N ankai U n i2 versity, T ian jin 300071)Abstract T he o rgan ic mo lecu les of excited2state in t ramo lecu lar p ro ton t ran sfer (ES IPT ) have som e p roperties such as b istab le state, pho tochom ism and op t ical non linearties, w h ich m igh t be u sed so excel2 len t mo lecu lar2level op t ical info rm at io n funct io n m aterials and have attracted w ide in terest in recen t year s. O n th is paper, the p rogress of recen t study on th is k ind of mo lecu les has been summ arized in o r2 der to p romo te a research in to th is p ro ject and develop its p ractical app licat io n.Key words excited2state; in t ramo lecu lar p ro ton t ran sfer; op t ical info rm at io n1引言激发态分子内质子转移 (ES IPT ) 是指当某些有 机分子在光、热、电等作用下, 使分子激励到激发态 时, 分子中某一基团上的氢核(即质子) 通过分子内或 分子间的氢键, 转移到分子内邻近的 N 、S、O 等杂原 子上, 形成互变异构体的过程。这种质子转移反应, 在 生物学和化学的许多过程中普遍存在, 因此早就受到 人们的关注。 由于 ES IPT 分子的质子转移荧光效率 高, 斯托克斯位移大, 作为激光染料和闪烁器的工作 介质, 具有突出的优点, 已为人们所应用。近年来光电 子学和信息科学迅速发展的需要, 人们广泛寻求新型 的具有光电信息功能的有机材料。 ES IPT 分子具有 光学双稳态、光致变色和光学非线性等诸多特性, 而 且反应速度快, 可达 fs 量级, 并且是可逆的, 可望成 为光开关、光限幅、光波导、实时光存储等光子学器件的优选材料。 因此, 对有机分子内质子转移现象的研 究, 正在冲破化学和生物学的范畴, 广为物理学、分子 电子学和信息科学工作者所关注。本文简要的综述一 下近年来对有机分子的 ES IPT 研究的主要进展, 以 期推动这一领域研究的进一步发展和开拓其作用。2ES IPT 的微观机制在 ES IPT 过程中, 有关的分子构型或物种以及 其微观动力学过程的机制, 是人们最为关注的问题。 目前, 研究比较透彻的分子是 22(2’2羟基苯基) 间氮 杂氧茚 (HBO )。 通过对 HBO 分子的研究, 人们基本 上可了解 ES IPT 过程的概貌。光谱是研究分子构型的有力工具。分子结构的细 微差别, 可能产生很大的光谱差异。 在光谱分析及量 子化学计算的基础