Derivados de Chalconas e Azometinas: um estudo das hiperpolarizabilidades de primeira e segunda ordem

• Main Author: Fernando Gotardo
• Other Authors: Leonardo De Boni
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2018
• Subjects: Azometinas; Chalconas; Hiper-Rayleigh; Óptica não linear; Varredura-z; Azometines; Chalcones; Hyper-Rayleigh; Nonlinear optics; Z-Scan
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-26092018-102652/

A utilização de laser para estudo, análise e caracterização de materiais é de imensa importância no desenvolvimento e progresso da ciência e tecnologia, melhorando ciclicamente a área de ótica não linear (ONL). Estudos do comportamento de compostos orgânicos cujas estruturas são π conjugadas mostram sua ampla aplicabilidade em dispositivos eletrônicos e na área medicinal. A adição de grupos laterias doadores ou aceitadores de elétrons têm a capacidade de aumentar os efeitos ópticos não lineares nestes compostos, otimizando suas propriedades. Nesta dissertação de mestrado, foram realizados estudos em compostos orgânicos focados em suas características ópticas não lineares. Nove derivados de chalconas e quatro derivados de azometinas foram analisadas através da técnica de espalhamento hiper-Rayleigh (HRS) e da técnica de varredura-z, cujos efeitos óticos não lineares observados correspondem à segunda e terceira ordem da polarizabilidade, respectivamente. Com o espalhamento hiper-Rayleigh, foram determinadas a primeira hiperpolarizabilidade βHRS cujo valor mais alto foi 24×10−30 cm5/esu para as chalconas e 273×10−30 cm5/esu para as azometinas. A técnica de varredura-z foi utilizada para determinar o espectro da seção de choque de absorção de dois fótons (σ2PA) cujos valores de pico das moléculas derivadas de chalconas são de aproximadamente 15 GM e algumas apresentaram estados excitados que são permitidos apenas por absorção de dois fótons. Duas das moléculas derivadas de azometinas apresentaram valores de pico da ordem de 12 GM, uma não apresentou absorção de dois fótons e uma apresentou valor de pico de 55 GM. Além disso, foi utilizado o método de Soma-Sobre-Estados (SOS - do inglês Sum-Over-States) para determinar os momentos de dipolo de transição e diferença de momentos de dipolo permanente de todos os derivados. === The use of lasers for study, analyses and characterization of materials are of great importance for progress and development of science and technology, improving in a cyclic way the nonlinear optics area (NLO). Studies of the behave of π-conjugated organic compounds show its wide applicability in electronic devices and in the medicinal area. Adding electron donor or acceptor lateral groups to these compounds may alter its nonlinear optical effects, optimizing its properties. In this Master dissertation, studies on organic compounds focused in its nonlinear optical characteristics were realized. Nine chalcone derivatives and four azomethines derivatives were analyzed using the Hyper-Rayleigh Scattering technique (HRS) and Z-Scan technique, by which the nonlinear optical effects observed corresponds to the second and third order of the polarizabilities, respectively. With the HRS the first hyperpolarizability βHRS was determined, which the highest values was of 24×10−30 cm5/esu for the chalcones, and 273×10−30 cm5/esu for the azomethines. The Z-Scan technique was utilized for determining the two-photon cross-section σ2PA which peak values of the chalcone derivatives were of approximately 15 GM and some of them presented excited states that are only allowed by two-photon absorption. Two of the azomethines derivatives molecules presented peak values of the order of 12 GM, one of them did not present two-photon absorption, and one presented peak value of 55 GM. Furthermore, the Sum-Over-States (SOS) method was used to determine the transition dipole momentums and the difference of permanent dipole momentum of all of the derivatives.