3 から誘導される銅 (II) 配位子シッフ塩基錯体の合成、特性評価、および非線形光学特性

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10988 (2023) この記事を引用

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2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

N-N'-(1,2-ジフェニルエタン-1,2-ジイリデン)ビス(3-ニトロベンゾヒドラジド)のシッフ塩基配位子を用いて、新しい一連のCu(II)錯体を調製した。調製した配位子と銅(II)錯体は、X線回折(XRD)、電界放射型走査型電子顕微鏡(FESEM)、エネルギー分散型X線分析(EDX)、フーリエ変換赤外分析(FT)などのさまざまな物理化学的研究を使用して特性評価されました。 -IR)、\({}^{13}C\) 核磁気共鳴 (NMR)、\({}^{1}H\) NMR、拡散反射分光法 (DRS)、振動サンプル磁力計 (VSM)、およびZ-Scan 技術 (非線形光学 (NLO) 特性)。さらに、密度汎関数理論計算を利用して、準備されたサンプルの NLO 特性が検査され、Cu (II) 錯体がリガンドよりも分極していることが証明されました。 XRD および FESEM の結果によれば、サンプルのナノ結晶の性質が確認されます。 FTIRによる機能研究で割り当てられた金属酸化物結合。磁気研究では、Cu (II) 錯体については弱い強磁性と常磁性の性質が、配位子については反磁性の性質がそれぞれ実証されています。 DRS スペクトルは、配位子よりも Cu (II) の反射率が高いことを示しました。合成サンプルのバンドギャップエネルギーは、反射率データに対する Tauc 関係と Kubelka-Munk 理論を使用して推定され、Cu (II) 錯体と配位子でそれぞれ 2.89 eV と 2.67 eV であることがわかりました。消衰係数と屈折率の値は、Kramers-Kronig 法を使用して計算されました。 z スキャン技術を適用して、532 nm Nd:YAG レーザーによる NLO 特性を推定しました。

ノーベル賞受賞者で科学者のヒューゴ・シフが、カルボニル官能基 (ケトンまたはアルデヒド) と第一級アミンの縮合反応によってシッフ塩基 (Sb) を調製して以来、1864 年に初めて「シッフ塩基」という表現が使用されました1。。シッフ塩基 (Sbs) は、非線形光学 (NLO)2、蛍光 3、エレクトロルミネセンス 4 における光学的応用、および抗菌活性 5 などの生物学的応用のため、最近大きな注目を集めています。ほとんどの遷移金属の助けを借りて、Sbs は安定した錯体を簡単に作成できます6。 Sbs は、ほとんどの金属イオンの幅広いキレート化能とその容易な調製により、配位子として配位化学でうまく使用されています 7。アゾメチン基の塩基性、強度、立体構造は、Sb 錯体の安定性に影響します8。シッフ塩基は、その多様な触媒および生物学的用途で知られており、配位化学において幅広い用途を示す配位子の一種です9。遷移金属錯体のシッフ塩基誘導体は、安価で合成が容易であること、また優れた化学的および熱的安定性を備えているため、アルコールやアルケンの酸化触媒として大きな注目を集めています。シッフ塩基金属錯体は、非常に重要な種類の有機化合物とみなされており、抗菌、抗腫瘍、抗真菌、抗癌、抗結核、DNA結合、鎮痛、抗酸化、抗ウイルスなど、さまざまな生物学的側面に広範囲に応用されています。特性10、11。これらのシッフ塩基の驚異的な応用により、Cu(II) 錯体に大きな関心がもたれています。さらに、銅 (II) 錯体は、ベンジルアルコールの酸化に非常に効果的な触媒であることが実証されています 12。銅 (II) 錯体は、細胞毒性、抗真菌、抗菌、DNA 光切断、抗癌、抗腫瘍、抗酸化活性など、さまざまな医療用途での利用の可能性を考慮して調製されています 13、14、15。光ビームの周波数、偏光、振幅、および位相は、NLO 材料の影響を受ける可能性があります。さらに、これらの材料は、非常に大きな 3 番目または 2 番目の光感受率を示しました 16。 NLO 材料を提供するには、シッフ塩基が最も適した手順です17。 NLO は、プラズマ物理学 18、量子コンピューティング 19、第二高調波発生 20、および Q スイッチング 21 における最近の技術向上において重要な役割を果たしています。さらに、NLO 材料は非常に高速な光変調やスイッチングにも応用できます22。材料の NLO 特性を決定する最も一般的な方法には、Z-scan23、I-scan24、および 2 ビーム結合 25 があります。他の方法と比較して、Z スキャンは感度が高く、簡単であるため広く使用されました 26。 1989 年にシェイク・バハイらは、は、材料の NLO 特性を研究するための Z スキャン法を表現しました 27。さらに、この技術はビームの助けを借りて、非線形屈折と非線形吸収の両方を同時に単一の高感度分析で行うことができます23。 Z スキャン手法を適用することで、3 次磁化率 \(\left( {\chi^{(3)} } \right)\)、非線形吸収 \(\left( { NLA,\beta } \right)\)、および非線形屈折 \(\left( {NLR,n_{2} } \right)\)28.

0\) cases, respectively. In the case of \(n_{2} > 0\), the transmittance (T) of the photodiode (1) in Fig. 19 will show a valley and peak when the sample is scanned in the before and after of the focal point of the lens (1), respectively. In the case of \(n_{2} < 0\), the valley and peak position in T in the before and after of the focal point of the lens (1) will be changed. On the other hand, the intensity dependence of the absorption coefficient of the sample in a high intensity could be exhibited by \(\alpha = \alpha_{0} + \beta I\), where, \(\beta\) and \(\alpha_{0}\) is called nonlinear and linear absorption coefficient, respectively. When the sample is translated on stage, due to this relation, the information of photodiode (2) in Fig. 19 will represent a peak (because of nonlinear saturable absorption (SA)), and a valley (because of nonlinear two-photon absorption) in the \(\beta < 0\) and \(\beta > 0\)\(>\) 0, respectively./p>