Presentazione di PowerPoint - Dipartimento di Chimica
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SINTESI E CARATTERIZZAZIONE DI CROMOFORI PER OTTICA NON LINEARE DI SECONDO E TERZO ORDINE Maddalena Pizzotti, Francesca Tessore, Gabriele Di Carlo - Dipartimento di Chimica@UniMi Alessio Orbelli Biroli – Istituto CNR di Scienze e Tecnologie Molecolari c/o Dipartimento di Chimica OTTICA NON LINEARE: insieme dei fenomeni ottici causati dalla modificazione delle proprietà elettriche di una molecola o di un materiale per effetto di campi elettrici o elettromagnetici particolarmente forti (laser). Un fenomeno NLO è il risultato di una forte interazione tra luce e materia FONDAMENTI DEL FENOMENO OTTICO NON LINEARE Livello molecolare: E relativamente debole: la perturbazione (e lo spostamento della densità elettronica dalla posizione di equilibrio) è lineare e quindi armonico E molto forte: la perturbazione (e lo spostamento della densità elettronica dalla posizione di equilibrio) è non lineare e quindi anarmonico Laser Nd:YAG 106-107 volt cm-1 1064 nm 532 nm P = + E Generatore SH P = + E + bE2 + gE3... = polarizzabilità di I ordine (tensore a 9 elementi) MOLECOLE PUSH – PULL (dipolari; D-p-A) Non centrosimmetriche Distribuzione di carica asimmetrica Rispondono a modello a due livelli p D Gruppo elletrondonatore A Gruppo elettronaccettore spaziatore pconiugato Tra le principali molecole NLO attive ci sono le porfirine X A D b = polarizzabilità di II ordine o iperpolarizzabilità quadratica di I ordine (tensore a 27 elementi) g = polarizzabilità di III ordine o iperpolarizzabilità quadratica di II ordine (tensore a 81 elementi) + D A N NH X X HN N Sistemi altamente polarizzabili Forti transizioni pp* nell’anello Elevata stabilità termica e chimica Posizione elettron ricca (posizione b pirrolica) Posizione elettron povera (posizione meso) X Anello come TRASMETTITORE di carica NANOORGANIZZAZIONE DEI CROMOFORI z NH N Y X N N NMe 2 Zn N N DUPLICE IMPIEGO HN Anello come DONATORE o ACCETTORE del sistema push-pull SiO2 N O2 N Y = X = Ph, Z = donatore o accettore Y = Z = H, X = donatore o accettore SOLO PER LAUREANDI MAGISTRALI… Maddalena Pizzotti,,Alessio Orbelli Biroli Complessi fluorurati di erbio per le telecomunicazioni Sfruttando l’emissione a 1550 nm dello ione Er3+ è possibile realizzare sorgenti di luce nel NIR per la produzione di amplificatori elettro-ottici che soddisfino le nuove esigenze tecnologiche, soprattutto nel campo delle telecomunicazioni. A queste lunghezze d’onda tuttavia si incorre nel fenomeno di quenching non radiativo dell’emissione da parte degli overtone vibrazionale non solo dei legami OH, N-H e C-H, che sono risonanti con l’energia della transizione elettronica degli ioni interessati e riducono drasticamente l’efficienza di emissione. Per evitare questo tipo di quenching non radiativo si rende necessario l’uso di leganti fluorurati, infatti ad esempio è stato mostrato che la sostituzione dei legami C-H in leganti beta-dichetonati con oscillatori C-F a più bassa energia porta a tempi di vita di luminescenza più lunghi. em = 1525 nm IPL (a.u.) Attualmente gli amplificatori ottici sono costituiti da fibre di vetro drogate con ioni Er3+ (EDAFs), energeticamente costosi e difficili da produrre. L’utilizzo di complessi di Er3+ permetterebbe una maggior solubilità in matrici polimeriche e quindi l’applicazione come agenti dopanti in fibre ottiche plastiche (POFs). 4I13/2 - 4I15/2 (nm)
