Двофотонні поглинаючі молекули як потенційні матеріали для 3D-оптичної пам’яті

Діаграма енергії для однофотонного та двофотонного поглинання (ліва сторона) та схематичне креслення 3D-оптичної пам’яті з використанням двофотонного поглинання.

Діаграма енергетичного рівня двофотонної системи запису та зчитування.

Двофотонні поглинаючі молекули.

Дендритні двофотонні поглинаючі молекули.

Тетрапіролові сполуки 2PA.

Порфіриноїди, що мають великі значення σ (2).

Два типи механізмів у фотохромних молекулах.

Структура B1536.

Фотоізомеризація індолілфулгіду.

Структури димерів діарилетену.

Структура транс-форми азобарвника.

Фотохромні реакції похідного діарілетену 3,4-біс- (2,4,5-триметил-тіофен-3-іл) фуран-2,5-діон.

Структури діарилетену 7 та похідних флуорену 8 та 9 .

Структури двофотонного поглинаючого PAG 10, флуоресцентного барвника 2PA і полімерної матриці 12 .

Фотоізомеризація 13 .

Структури відкритої та закритої форм 14 .

Анотація

1. Вступ

безкоштовні

2. Тривимірні оптичні системи пам’яті за допомогою фотохромних молекул з використанням двофотонного поглинання

44 ГМ при 770 нм [42]. Для посилення 2PA вони ввели структуру D – π – D у діарілетени, використовуючи індол як донорну одиницю. В якості ланцюга π-кон'югації використовували одиницю 1,4-біс (етиніл) бензолу або 1,4-біс (етенил) бензолу. Арильні групи можуть контролювати властивість поглинання та реакційну здатність діарилетенових одиниць. Коли тіофен вводиться в перфторциклопентен у 3-положенні, поглинаючий хвіст поширюється на 800 нм, що перекривається лазерними діодами. Отже, тіофенове кільце було приєднане до перфторциклопентену в 2-положенні (1а, 2а, і 3а). Оскільки відомо, що 4-тіазолільний та 4-оксазолільний заступники зміщують максимум поглинання ізомеру із замкнутим кільцем на коротшу довжину хвилі, 4а і 5а, синтезовані з 5-метил-2-феніл-4-тіазолільної та 5-метил-2-феніл-4-оксазолільної групами. На додачу, 6 був еталонною сполукою для 2PA.

Таблиця 1. Квантові виходи похідних діарілетену 3-5 у ТГФ (тетрагідрофурані) [42].
Таблиця 2. Значення поперечного перерізу двофотонного поглинання (2PA) 3а, 5а, і 6 [42].

120 мкм), який складався з PMMA-co-VBP із закритою формою діарілетену 7 і флуорену 8. Два шари розділяли 50 мкм. Промінь збудження генерувався фемтосекундним лазером при 800 нм і фокусувався на зразку за допомогою об'єктивної лінзи. Для двофотонного запису середня потужність становила 20 мВт. Для двофотонного зчитування використовували той самий лазер із нижчою середньою потужністю 6 мВт.

0,9 пс в дихлорметані відповідно. Константи швидкості фотохромних реакцій відкритої та закритої форм 14 були визначені як k OF ≈ 5,7 × 10 10 s −1 та k CF ≈ 2,6 × 10 8 s −1 відповідно. Час фотохромного перетворення 14 в неполярних розчинниках, за оцінками, менше 1 пс. Характер процесів циклізації та циклореверсії досліджували шляхом розрахунку TD-DFT. Специфічні фотохімічні особливості пояснювали великою енергетичною різницею між відкритим та закритим ізомерами у збудженому стані. Спектри 2PA відкритої та закритої форм вимірювали методом фемтосекундного Z-сканування з відкритою апертурою. Значення поперечного перерізу 2PA відкритої форми становили 50

70 ГМ, що було приблизно на один порядок у порівнянні із закритою формою (450

600 ГМ). Приклад фотохромного середовища для оптичного запису з двома фотонами на основі легованих плівкою ПММА плівок, що містять 14, було продемонстровано за допомогою попереднього запису та зчитування даних з двох фотонів.