Diagnostyka optyczna kompozytów zawierających heterofulereny

Eksperymentalnie ustalono, że zamieszczenie dwóch atomów germanu w cząsteczce C60 zwiększa podatność optyczną drugiego rzędu kompozytu polimerowego w porównaniu do podstawienia jednym atomem C59Ge. Efektywnymi dla takich kompozytów są metody badawcze oparte na fotoindukowanej drugiej harmonicznej światła SHG i absorpcji dwufotonowej, którą opisuje się tensorami czwartego rzędu i które nie wymagają niecentrosymetryczności badanego materiału. Poszczególne chromofory C59Ge i C58Ge2 (o stężeniu 7 % w j. wag.) wprowadzono do matrycy oligoeterakrylanu (OEA) i fotoutwierdzono światłem nadfioletowym. Jednocześnie dla takich kompozytów przeprowadzono obliczenia odpowiednich hiperpolaryzowalności i ustalano ich związek z podatnościami drugiego rzędu. Obliczenia teoretyczne dla cząsteczek C59Ge i C58Ge2 wprowadzonych do matrycy fotopolimerowej przeprowadzono metodami molekularnej optymalizacji geometrycznej struktury i dynamiki molekularnej. Zoptymalizowana struktura posłużyła do wyznaczenia hiperpolaryzowalności drugiego rzędu metodą chemii kwantowej.

---

Using experimental methods it was established that replacement by the two germanium atoms in C60 molecule enhances the second order susceptibility of the polymer composites compared with a one-atom substitution C59Ge. More effective for the such composites are the methods based on the photoinduced second harmonic generation (SHG) and two-foton absorption (TPA) which are described by the fourth rank tensors and which do not need non-centrosymmetry. Different chromphores C59Ge and C58Ge2 (with a concentration of 7% in weight un.) were incorporated into the oligoetheracrylate (OEA) polymer matrix and solidification process was performed by using UV light. Simultaneously for such composites were performed the calculations of the corresponding hyperpolarizabilites and was established the relations with the susceptibilities of the second order. Theoretical calculations are performed using the molecular geometry optimization and molecular dynamics for the C59Ge and C58Ge2 molecules incorporated into the photopolymer matrix. This optimized molecular structure was used for the quantum chemical calculation of second-order hyperpolarisabilities.