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一种新型有机非线性光学晶体：肉桂酰脯氨酸的合成、物理化学及量子化学研究

DOI：10.1016/j.molstruc.2018.12.071 期刊：Journal of Molecular Structure 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 合成了肉桂酰脯氨酸，并通过溶液缓慢蒸发法生长出晶体。该晶体属于三方晶系，空间群为非中心对称的P31。比较了单晶X射线数据计算几何结构与实验几何结构。采用Hirshfeld表面分析法研究分子间相互作用，并使用原子间作用力理论（AIM）计算其实空间函数，通过非共价相互作用分析可视化等值面。通过紫外-可见光谱分析晶体的光学透光性，发现该晶体在可见光范围内具有良好的透光性，其下截止波长为326 nm。光致发光光谱中观察到369 nm处的宽发射峰。采用傅里叶变换红外光谱技术分析官能团，并对比实验与理论振动频率值。热重-差示扫描量热研究表明该晶体在375°C以下具有热稳定性。以KDP为参比进行Kurtz-Perry粉末二次谐波分析，结果显示该晶体的效率是KDP的1.08倍。通过理论计算获得分子的二阶极化率张量及二阶极化率理论值，并与实验极化率值进行对比。
作者： M. Venkateshan，J. Suresh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

合成并表征一种新型有机非线性光学（NLO）晶体——肉桂酰脯氨酸，研究其物理化学及量子化学性质，以探索其在光存储器件、太赫兹波产生、光信号处理、频率转换、激光遥感及医学诊断中的潜在应用。

研究成果

该研究成功合成了肉桂酰脯氨酸晶体并完成表征，证实其作为非线性光学材料的潜力。该晶体展现出良好的光学透明性、高达375°C的热稳定性，以及比KDP高1.08倍的二次谐波产生效率。理论与实验结果高度吻合，验证了所用计算方法的可靠性。研究表明，肉桂酰脯氨酸有望成为非线性光学应用领域的候选材料。

研究不足

该研究的局限性在于所采用实验方法的技术约束，例如X射线衍射仪的分辨率和热分析仪的灵敏度。潜在的优化方向包括改进晶体生长条件以提高晶体质量，以及采用更精确的理论预测计算方法。

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