英文原題：Oriented Assembly of 2D Metal-Pyridylporphyrinic Framework Films for Giant Nonlinear Optical Limiting通訊作者：谷志剛研究員，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所作者：De-Jing Li (李德晶), Qiao-hong Li (李巧紅), Zhi-Gang Gu (谷志剛), Jian Zhang (張健)
三階非線性光學（NLO）材料因其在光限幅、鎖模、光開關(guān)等激光領(lǐng)域的重要應(yīng)用，引起了人們的極大關(guān)注。金屬-有機框架（MOFs）材料作為有序的晶型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在眾多的光學領(lǐng)域中體現(xiàn)出了極大地研究價值，被認為是比較有前景的NLO材料，尤其是以含有大π共軛體系的卟啉配體構(gòu)筑的MOFs材料。其中，三維的卟啉MOFs材料由于具有弱的π-π相互作用，這在很大程度上限制了它們的NLO行為，往往需要在它們的孔道中去載客體分子來提高它們的NLO行為，相反二維的MOFs材料中卻存在著大量的π-π相互作用。雖然MOFs材料的NLO行為已經(jīng)被探究，但是二維MOFs材料的NLO行為鮮有報道, 尤其是具有單一取向的卟啉MOFs薄膜材料還未被報道。
近日，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所張健研究團隊的谷志剛研究員在Nano Letters上發(fā)表了關(guān)于單一取向的二維吡啶卟啉MOFs薄膜的NLO行為的研究報道。研究者通過自主開發(fā)的液相外延層層浸漬法在石英玻璃基底上制備了一系列的含有不同金屬化吡啶卟啉的二維MOFs薄膜ZnTPyP(M) (M = Cu, Ni, Mn, H2), 在該材料中鋅節(jié)點和卟啉連接成二維片層，層間彼此錯位排列，近似垂直于基底生長。圖2. ZnTPyP(M)結(jié)構(gòu)和形貌表征
研究結(jié)果表明ZnTPyP(M) (M = Cu, Ni, Mn)薄膜材料的NLO性能要明顯優(yōu)于ZnTPyP(H2)薄膜，尤其是ZnTPyP(Cu)薄膜表現(xiàn)出了最高的三階極化率。理論計算表明卟啉環(huán)中金屬的引入會使得卟啉分子更加的離域以及增強的π-π*局部激發(fā)調(diào)控了ZnTPyP(M)薄膜的NLO性能。該工作不僅提供了新的光限幅候選材料，而且進一步拓展了對MOFs結(jié)構(gòu)與NLO性能之間關(guān)系的理解。Nano Lett. 2021, ASAP
Publication Date: November 19, 2021
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03655
Copyright ? 2021 American Chemical Society
