Modelagem combinatÃria de compostos com valores elevados de seÃÃo de choque para absorÃÃo de dois fÃtons

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

A absorÃÃo de dois fÃtons por molÃculas orgÃnicas possui muitas aplicaÃÃes tecnolÃgicas importantes, fazendo a modelagem teÃrica e a sÃntese de novas molÃculas com valores elevados de seÃÃo de choque para absorÃÃo de dois fÃtons, δ (ω ) , atividades muito necessÃrias. A absorÃÃo de dois fÃtons à um processo Ãptico nÃo-linear proporcional à parte imaginÃria da segunda hiperpolarizabilidade dinÃmica da molÃcula, Imγ (−ω;ω,ω,−ω ) . Nos nossos cÃlculos de δ (ω ) empregamos uma versÃo truncada, TP ijkl γ , da componente da hiperpolarizabilidade que contribui para absorÃÃo de dois fÃtons, juntamente com uma expressÃo simplificada, porÃm exata, para a componente negativa da hiperpolarizabilidade, N ijkl γ . AtravÃs de simulaÃÃes numÃricas, demonstra-se que esta equaÃÃo truncada produz resultados de δ (ω ) que sÃo praticamente iguais aos obtidos utilizando-se a equaÃÃo nÃo-truncada longe da condiÃÃo de dupla ressonÃncia. TambÃm sÃo descritas algumas propriedades desta equaÃÃo de soma sobre estados. Motivados pela proposta recente de que a inclusÃo de defeitos carregados positivamente na estrutura de uma molÃcula aumenta o valor mÃximo da sua seÃÃo de choque para absorÃÃo de dois fÃtons, max. δ , decidimos explorar a separaÃÃo de cargas intrÃnseca dos anÃis mesoiÃnicos do tipo A para realizar um estudo de modelagem molecular combinatÃria de novos sistemas com valores elevados de max. δ . Os anÃis mesoiÃnicos sÃo betaÃnas mesomÃricas heterocÃclicas conjugadas isoconjugadas a diÃnions de hidrocarbonetos pares nÃo-alternantes. Para obter os valores das energias e dipolos de transiÃÃo, necessÃrios para o cÃlculo de max. δ , foram realizados cÃlculos de interaÃÃo de configuraÃÃo (CI) com o Hamiltoniano semi-empÃrico INDO/S. Antes dos cÃlculos CI as geometrias das molÃculas sÃo otimizadas com o mÃtodo semi-empÃrico AM1. O procedimento computacional à validado e mostra-se que, incluindo apenas excitaÃÃes simples no CI, somos capazes de obter valores, dos comprimentos de onda de absorÃÃo de um e dois fÃtons e da seÃÃo de choque para absorÃÃo de dois fÃtons, apropriados para a realizaÃÃo de estudos de modelagem molecular de sistemas para aplicaÃÃes envolvendo a absorÃÃo de dois fÃtons. Nos estudos combinatÃrios sÃo analisados compostos orgÃnicos contendo tanto arranjos dipolares quanto quadrupolares de anÃis mesoiÃnicos. à mostrado que os arranjos dipolares nÃo apresentam valores de max. δ muito elevados. Para os compostos contendo arranjos quadrupolares de dois anÃis mesoiÃnicos, à mostrado que os valores mais elevados de max. δ sÃo obtidos para sistemas nos quais estes anÃis estÃo ligados pela suas regiÃes catiÃnicas à ponte poliÃnica. TambÃm à mostrado que, no caso destes arranjos quadrupolares, os maiores valores de max. δ nÃo sÃo necessariamente obtidos para as pontes poliÃnicas mais longas. à mostrado que, no caso de compostos contendo anÃis mesoiÃnicos, à importante prestar-se atenÃÃo à distÃncia entre os picos de absorÃÃo de um e dois fÃtons na hora de escolher os compostos mais promissores para sÃntese. Neste trabalho à mostrado que compostos orgÃnicos incorporando anÃis mesoiÃnicos sÃo bons candidatos para sistemas com grandes seÃÃes de choque para absorÃÃo de dois fÃtons

ASSUNTO(S)

anÃis mesoiÃnicos mesoionic rings quimica Ãptica nÃo-linear nonlinear optics combinatorial molecular modeling modelagem molecular combinatÃria

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