ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В НЕЛИНЕЙНО ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЛКАНОАТОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ КОМПОЗИТАХ

Г.В. Климушева 1, А.Г. Лящова 1, Т.А. .Мирная 2 , Ю.А. Гарбовский 1,3
1 Институт физики НАН Украины, Киев
2 Институт общей и неорганической химии им. В.И.Вернадского НАН Украины, Киев
3 Физический факультет Университета в Колорадо, Колорадо Спрингс, США


ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В НЕЛИНЕЙНО ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЛКАНОАТОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ КОМПОЗИТАХ

В работе обсуждаются результаты исследования структурных, спектральных и нелинейно оптических свойств ряда алканоатов металлов и композитов на их основе. Эти соединения являются универсальными матрицами для растворения в них органических и неорганических веществ, а также для синтеза в жидкокристаллической фазе полупроводниковых и металлических наночастиц. Нами разработаны методики приготовления ряда композитных образцов.
1. Термотропные жидкие кристаллы алканоатов кобальта (CnH2n+1COO-)2Co2+ образуются при довольно высокой температуре (порядка 1000С), но они могут легко переохлаждаться и образовывать при комнатной температуре анизотропные стекла со структурой смектика А. Исследованные гомологи ряда алканоатов кобальта с различными длинами алканоатных цепочек атомов (n = 7,9,11) – (лигандами) поглощают свет в видимом диапазоне спектра, что обусловлено возбуждением d - электронов. В мезоморфных стеклах гомологов алканоатов кобальта реализована эффективная голографическая запись динамических решеток. Впервые рассматривается гиперполяризуемость d – электронов ионов кобальта ответственная за нелинейно оптический отклик образцов.
2. Композитные материалы на основе лиотропных жидких кристаллов (ЛЖК) металл алканоатов (каприлат калия – вода в весовом соотношении 1:1) с примесью виологена (2 вес.%) были приготовлены и их нелинейно оптические свойства изучены. В результате приложения постоянного электрического поля происходит расслоение композита. В таких двухслойных ячейках была осуществлена запись динамических голографических решеток. На основе анализа полученных голографических характеристик был предложен оригинальный механизм голографической записи решеток в исследованных композитах, обусловленный реверсивной фотоконверсией димеров и катион-радикалов под действием интенсивного лазерного излучения
3. В качестве реактора для синтеза и стабилизации полупроводниковых нанокристаллов CdS и CdSe была использована термотропная жидкокристаллическая фаза (смектик А) ряда алканоатов кадмия. Мезофаза композитов с нанокристаллами CdS легко переохлаждается и при комнатной температуре переходит в анизотропное стекло со структурой смектика А. Нелинейно оптические свойства застеклованного октаноата кадмия содержащего CdSe наночастицы были исследованы с помощью лазерного сканирования (Z - скан методом). Термально оптическая нелинейность новых композитов продемонстрировала экстремально большие величины нелинейного показателя преломления.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что новые материалы перспективны для широкого применения в качестве элементной базы для применения в фотонике и нелинейной оптике.