Een gegeneraliseerde methode voor de screening en selectie van niet-centrosymmetrische kristallen voor performante NLO-materialen.

Organische tweede-orde niet-lineair-optische (NLO) materialen voor elektro-optische toepassingen winnen aan belang omwille van hun superieure eigenschappen in vergelijking met hun anorganische tegenhangers. Het ontwerp en de selectie van materialen gebeurt tot nu toe echter hoofdzakelijk empirisch gezien het multidisciplinaire karakter van dit onderzoek. Daarom wordt in dit project gezocht naar de optimale moleculaire en supramoleculaire eigenschappen die aanleiding geven tot de meest veelbelovende materialen, op basis van een fundamentele theorie die de NLO-eigenschappen van organische vaste stoffen beschrijft. Op het moleculair niveau wordt informatie over het NLO-potentieel van een molecule bekomen door het berekenen van de hyperpolarizeerbaarheid. De meest veelbelovende verbindingen worden dan gesynthetiseerd, gekristalliseerd en gekarakteriseerd m.b.v. eenkristal X-straaldiffractie (XRD). Op het supramoleculaire niveau worden vaste-stof-berekeningen uitgevoerd onder Periodic Boundary Conditions (PBC) in een crystal-engineering-aanpak om het relatieve belang van de verschillende supramoleculaire synthons na te gaan die bijdragen aan de vorming van polaire kristalstructuren: enkel kristallen met polaire ruimtegroepen komen in aanmerking vermits de aanwezigheid van een inversiecentrum alle secundaire NLO-effects doet verdwijnen. Bovendien kan de niet-lineair optische susceptibiliteit, de macroscopische tegenhanger van de hyperpolariseerbaarheid, geschat worden op basis van de berekeningen; dit leidt tot een snelle, pragmatische en kostenefficiënte selectie van superieure NLO-materialen.

Trefwoorden:NIET-LINEAIRE OPTISCHE MATERIALEN

Disciplines:Analytische chemie, Anorganische chemie, Organische chemie, Fysische chemie, Theoretische en computationele chemie, Andere chemie