Krystalové inženýrství nových materialů pro nelineární optiku

Abstract

Tato práce je věnována přípravě nových materiálů pro nelineární optiku (NLO), konkrétně se zabývá hledáním nových látek vykazujících generování druhé harmonické frekvence (SHG). Látky zkoumané v této práci patří do skupiny solí kationtů s delokalizovanými elektrony. Takové kationty mohou být nosiči NLO vlastností. Konkrétně se jedná o čtyři báze odvozené od guanidinu, molekuly, která je z hlediska NLO velice zajímavá. Potenciál těchto bází pro NLO byl ověřen kvantově chemickými výpočty. Celkově bylo popsáno dvacet nových struktur. U těch nových látek, jejichž struktura byla uspořádána necentrosymetricky, byla změřena účinnost generování druhé harmonické frekvence. Čtyři z těchto látek generovaly SHG s dobrou účinností, dvě z nich dokonce s účinností srovnatelnou s močovinou. Jako nejslibnější z připravených solí se ukázal hydrogenfosforitan guanylmočoviny(1+) (GUHP), jehož detailní studium vedlo k popisu mnoha zajímavých NLO vlastností. Výsledky práce jsou uvedeny i v deseti publikacích, které jsou k disertační práci připojeny jako příloha. Klíčová slova: nelineární optika, generování druhé harmonické frekvence, guanylurea, N-fenylbiguanid, N,N-dimethylbiguanid, N,N,N˝-trifenylguanidin

This thesis focuses on preparation of novel compounds suitable for nonlinear optics (NLO). In particular, the target property is the second harmonic generation (SHG) and the group of interest are salts of the cations with delocalized electrons which can serve as carriers of the NLO properties. In particular, four derivatives of the highly interesting molecule of guanidine were selected and their NLO potential was proven by quantum chemical computations. In total, twenty new structures were described and those with the noncentrosymmetric structure assembly were examined for the SHG efficiency. Four of the prepared compounds exhibited a noticeable SHG efficiency, two of them even comparable to urea. The most promising compound, the guanylurea hydrogen phosphite (GUHP), was examined in more detail while many interesting NLO properties were revealed. The results of this work are presented also in 10 attached publications which are an integral part of the thesis. Keywords: nonlinear optics, second harmonic generation, guanidine derivatives, guanylurea, N-phenylbiguanide, N,N-dimethylbiguanide, N,N,N˝-triphenylguanidine