非线性光学材料的研究进展

我阅读的这些文献主要是集中在JACS上，也有在JPC上面的，我所观看的文献主要基于非线性方面，尤其是在石墨烯锂盐上面的有机非线性材料。对此，我收获不少。

一、非线性光学材料发展的主要阶段：

无机非线性光学材料、有机非线性光学材料和有机金属配合物非线性光学材料

1.1无机非线性光学材料

早期的非线性光学材料的研究主要集中于无机晶体材料，其中有不少已得到了应用，如大家熟悉的石英、磷酸二氢钾（KDP）、铌酸锂（LiNbO3）以及一些半导体材料。我国在无机晶体研究上处于国际领先地位，目前已经发现了一些具有优异性能的晶体材料，如BBO、LBO、CBO等，在生长大尺寸优质晶体的技术方面也获得了独创的成果。

1.2有机非线性光学材料的进展

从六十年代中期起，人们发现了一些有机分子具有大的非线性光学系数，七十年代起得到了广泛的研究。随着分子工程原理的建立，有机分子的构效关系、合成技术等方面取得较大进展，发现和合成了许多具有良好NLO性质的有机材料。研究表明增加给体、受体能力或延长π共轭长度是提高有机材料非线性光学响应的有效途径。近年来研究发现，具有多分支结构体系（四极或八极分子）也有利于增加非线性光学响应。

1.3有机金属配合物非线性光学材料

有机金属配合物由金属原子（或离子）和有机分子配体通过化学键连接而成，因此兼有无机化合物和有机化合物两者的特点，使其在非线性光学材料领域中具有潜在的应用前景。

可通过改变金属原子、氧化态、配体结构或环境能够合成结构多样的有机金属配合物，可以满足不同非线性光学应用对结构的需求。同时配合物中存在着MLCT、LMCT、IL、LL的电荷转移，从而增加了电荷转移的途径，进而提高其非线性光学响应。

二、主要研究的内容

 在目前的这篇文章里，一个新的锂盐通过用锂原子取代氢原子形成锂原子掺杂效应，特别的是在第一超极化率上锂盐和锂盐掺杂效应，结合锂盐效应和尺寸来改变和影响他们的第一超极化率。这个结合起来的想法比较特别，通过在垂直和水平方向上，增加石墨烯共轭数的和改变锂原子的位置来增加它的静态第一超极化率，可以形成一种新的化合物，这项工作有助于非线性光学材料的发展。

石墨烯是由很多个六元环苯分子组成的平面结构,类似与蜂窝状,由于他的特殊的结构和组成，它有很多独特的物理化学性质，这些引起人们极大地兴趣，它以一个不可挡的趋势在发展，每天有很多的论文都在研究它，它是宇宙间最薄的材料，强度很大，电荷传输性很强，密度要比金属铜的大六个数量级，导热性很大，不透气体，今天这篇文献我们就是在石墨烯的基础上加上锂原子，研究它的非线性，我们发现了意想不到的结果。

众所周知，非线性光学性质与材料的结构密切相关。本文中，体系中都含有Li-C键和苯环，因此，研究Li的位置和其共轭数和共轭的方式对非线性光学性质的影响尤为重要，因此，我们采用MP2方法研究了体系的NLO，主要是α和β由于TD-DFT方法的效率和准确性使其普遍被用来计算体系的激发态能量和跃迁矩等。本文采用这种方法研究了体系的电子跃迁性质。同时，我们采用MP2方法计算这些体系的NLO。

因此，石墨烯锂盐的非线性变得很大，并且依赖于锂盐的尺寸大小很锂原子的位置，在这篇论文里，一个比较新颖的观点提出来了，通过增加石墨烯的共轭数和改变锂原子的位置来增加它的第一超极化率。

已经证实了碱金属掺杂能显著地增加第一超极化率，石墨烯的共轭连，人们在研究它的碱金属掺杂的非线性上有很大的兴趣。在适当的情况下，碱金属原子可以代替苯环里的氢原子，形成一种新物质，据估计，石墨烯锂盐，可以明显增加第一超极化率。

因此，我们通过掺杂碱金属和改变共轭数来增加他们的非线性响应，这项研究激起人们很大的兴趣。锂盐的第二超极化率已经有人研究，但是锂盐分子的第一超极化率还没有被报道过。

在这些文章里，一个比较新颖的想法提出来了，就是结合锂盐效应和共轭数来改变和影响他们的第一超极化率。这个结合起来的想法比较特别，这项工作为设计新颖的高性能非线性光学材料开辟了一个新道路。（这项工作有助于非线性光学材料的发展）

一个新的锂盐通过用锂原子取代氢原子形成锂原子掺杂效应，特别的是在第一超极化率上锂盐和锂盐掺杂效应，还是第一次被发现。这项工作尽力展示锂盐分子的第一超计划率。如图所示：

 

三、计算非线性光学性质的主要方法：

3.1非线性光学原理

当一束激光作用到一个分子上时，这个分子的极化强度可由下式表示：

            (12)

其中为分子永久偶极矩，为分子非线性极化率张量，为分子的一阶超极化率张量又称二阶NLO系数，为分子的二阶超极化率张量又称三阶NLO系数。同样由分子组成的宏观物质，其电极化强度可表示为：

= 

宏观材料与微观分子之间的NLO系数和间的关系可表示为（以二阶NLO系数为例）：

                                       

其中是考虑分子相互作用项，晶胞分子堆积密度，为宏观材料与微观分子的坐标转换项。由此可见，宏观材料的NLO性质是由其组成的分子结构决定的。

在式中，除了和外电场成线性关系的第二项外，其余的高次项都称为NLO极化作用项，这些高次项将引起NLO效应。一般情况下。由此可见，只有强的电场的激光作用于介质上时NLO高次项才会有意义。

3.2 理论计算方法

首先要选择适当的哈密顿算符，再确定几何构型，选择适当的基组和计算方法。还应该考虑是否包含组态相互作用对基态进行校正，最后还应该讨论二阶NLO系数对频率的依赖关系。分子的二阶NLO系数的计算方法有多种，下面只介绍常用的有限场（FF）方法和完全态求和(SOS)方法。

a. 有限场(FF)方法

采用数值微分的有限场(finite field, FF)方法，是一种应用比较广泛的计算分子NLO系数的方法，外电场与分子相互作用项写为(在SI单位制中为)，把这一项加入到Hamiltonian中得：

                 

当加不同强度的电场，求解相应的薛定谔方程就会得到在不同场强下与外加电场有关的波函数，在方向和方向同时施加电场和，式变为：

 

对上式只取前五项，改变电场分别可得8个方程，联立求解得到相应的NLO系数。

FF方法因为易于通过改进现有计算程序实现，现已成为运用最广泛的计算NLO系数的方法。

b. 完全态求和(SOS)法

这种方法采用与时间有关的微扰理论，把由激光场所引起的微扰态当作各种无微扰的粒子—空穴态的贡献和。由此得到的NLO系数中的各个组分则是与电偶极矩矩阵元有关。对于从化学的角度研究问题，人们更关心结构和性质两者之间的关系，所以经常采用下列高度简化的双能级近似：

                                  

其中与跃迁能量有关，是分子跃进迁偶极矩,若令，则得到分子的静态二阶NLO系数：

                                             (23)

由上式可以看出，为得到大的二阶NLO系数，要求分子有较低的跃迁能量。即最大吸收波偏向于长波方向。然而对于现在的大量半导体激光器的光束倍频后一般在400-900nm，因此，在这一范围内分子应完全透明。这在分子设计的过程中是很有挑战的一个课题。

SOS方法已被补充到多种量子化学计算程序中，如CNDO、INDO、ZINDO、HONDO等。近年来报导了从头算与SOS方法相结合的算例，较多的半经验方法用于计算大分子体系的二阶NLO系数。

SOS 方法中，各阶极化率展开为各激发态的求和项，它的优点在于：(1) 可以方便的考虑外场频率的影响；(2) 各激发态主要通过组态相互作用得到，能够作电子相关能校正；(3) 物理图像明确，直接揭示了激发态性质对非线性光学响应的作用。

四、选题的意义和依据

双光子吸收是当前国际上活跃的研究领域之一。由于不同研究组在实验中测定的条件不同，进而造成应用测定结果来比较不同材料的双光子吸收截面的绝对值是困难的，故此应用理论研究的方法来对有机π共轭双光子吸收材料进行对比是一个非常有效的途径。

由于内掺杂富勒烯在分子电子学、磁共振成像及核磁共振分析等领域的潜在应用使其成为富勒烯化学研究领域的热点。近年来通过有机反应在富勒烯骨架上引入开孔来合成内掺杂富勒烯引起了研究人员的广泛关注。有关开孔富勒烯性质的理论研究将会为相关实验研究提供必要的理论指导。

无论从基础研究还是应用研究来说，非线性光学日益显示它极其丰富的内容和极为广泛的应用，为21世纪科学和技术发展不断作出重要贡献。

 

第二篇：如何查找阅读和综述文献

如何查找、阅读、综述文献

一.如何进行文献检索

无论要进行什么样的研究，要创作什么类型的论文，对已有资料的整理无疑必不可少，那么我们该如何在学术文献的范范海洋中找到我们需要的文献呢？

1对于现阶段的我们而言所阅读的文献大多数以中文文献为主，对中文文献的检索和查找，就可以充分地利用学校图书馆购买下的数据库，包括中国知网和万方数据等，这些数据库基本足够提供我们对中文文献的需求。而对外文文献的查找同样可以在校园的图书馆中查找的到，但是如果图书馆的数据库中对所需的文献比较匮乏，则可以在Google学术搜索里进行搜索，里面一般会搜出来要找的文献，如果想找全文的文档最好搜索pdf格式文档。具体的方法是使用关键词＋filetype:PDF。就可以限定其文件格式。从Google学术搜索中,还可以得到一些信息,Google学术搜索中会显示出你搜索文章的引用次数,虽然引用次数不准确,但是从侧面反应了这篇文章的质量,经典文章的引用次数一般都是很高的.同时如果用作者进行搜索时,会按引用次数出现他写的全部的文章,就可以知道作者的哪些文章比较经典,在没有太多时间的情况下，我们可以优先阅读这些较为经典的文献。如果上面的方法找不到全文，就把文章作者的名字或者文章的题目在Google里搜索（不是Google学术搜索），用作者的名字来搜索,是因为我发现很多国外作者都喜欢把文章的全文（PDF）挂在自己的个人主页（home page）上，这样可能也是为了让别的研究者更加了解自己的学术领域，。这样你就有可能下到你想要的文献的全文了。甚至可以下到那个作者相近的内容的其它文章。如果文献是由多个作者写的，第一作者查不到个人主页，就接上面的方法查第二作者，以此类推。

如果上面两个方法都没有查到需要的文献，可以选择写邮件像作者所要。一般情况下作者都乐意将自己的文献给别人参考，因为他把这些文献给别人，也相当于在传播他自己的学术思想。

2说完了查找文献的几个途径，下面是我对关键词选择的一些心得。当确定了一个选题的时候，要从这个选题的各个方面来了解相关的研究，这样可以避免一些不必要的探索深究，也可以借鉴前人的结果。特别是进行文献综述的时候，要考虑到这个选题的方方面面，尽可能全面的综述总结，才能增加他人的信服度。那么对关键词的提取要注意几个方面呢。我认为首先关键词要能体现选题的中心内容，并且简介了当。关键词可以是2-3个甚至更多。例如我这次学年论文的选题：新生代员工特征与组织文化偏好的研究，我在前期对资料的查找时我选择了两个关键词进行查找1.新生代员工 2.组织文化。一开始我选择的关键词是新生代员工特征，但是我发现以此检索出来的文献并不多，而且研究的范围也比较窄，并不是很切合我的题目，所以我放大了搜索的范围，从更多对新生代员工的研究中提取文中对他们性格特征的研究，并结合自己的总结。

二.如何进行文献阅读

想要在学术领域有所发展，应该广看论文，深入学习，才能厚积薄发，写出优秀的文章出来。读文献不可心浮气躁，相反我们要沉下心来，大量阅读文献，那么文献怎么读呢？每一篇文献都要逐字逐句的研究分析吗？我并不这样认为，在开始一篇文献的阅读时，我们首先要看它的简介部分，这一部分是整片文献的总结，当你阅读完简介时就发现其与自己研究的方向有所偏差时，就可以简单地阅读，不必深度剖析。而对于整体方向符合的文献，接下来我们应该阅读它的引言部分，这一部分是其对先前一些相关研究的总结，我们可以利用这一部分的信息，省去自己总结的时间，再往下是结论部分，读完结论部分确定这篇文章对自己有帮助，值得阅读和深度剖析，那么就可以倒回去看看对结论的证明和推导。在读的过程中有的文献看懂了，但是看不懂的文献也可能会居多。看懂的认真学习借鉴，看不懂的深入探索，可以寻求老师的帮助，尽量将不明白的部分弄懂。另外不能只是为看文献而看文献，我们看的目的是为了能为我们自己的研究所用，所以看的过程中一定要和你自己的数据相结合，当看完一篇文献后，要好好总结，如果用自己的数据，又该怎么样解释。还有一些牛刊物上的文章，不但要学习文章里面的知识，还要学习牛人写文章的文风。好的文章肯定会有好的文风，这些都是我们将来写文章要学习的。 另外我喜欢将文献打印出来，因为这样我们可以在上面做笔记注释，牢记精华部分，翻看学习也比较方便。

三.如何综述文献

1.文献综述的格式

文献综述介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述，因此格式也多样化，但是一般包括：简介、关键词、引言、主体、总结、参考文献。撰写时可以列出大致提纲，有利于理清思路，顺利撰写。之前导师有向我们推荐过一本杂志《外国经济与管理》里面大多为文献综述类的文章，我们可以从中学习到他人优秀的写作风格。

2.文献综述的简介。

简介主要是对文章主题思想的概括，所以以简单明了，能表达写作目的即可。一般为200-300字为宜，便于读者对全文有一个大致的了解。而关键词则是这篇文献的中心。

3.文献综述的引言。

引言是对前人研究的一个总结以及对接下来陈述的一些引导，我认为在此部分可以表明自己研究此选题的意义和目的，并对研究进行一些简单层次的介绍。

4.文献综述的主体书写。

正文主题是文献综述的重点，写法上没有固定的格式，只要能表达综合的内容即可。文主要包括论据和论证两个部分，通过提出问题、分析问题和解决问题，比较不同学者对同一问题的看法及其理论依据，进一步阐明问题的来龙去脉和作者自己的见解。我们也可从问题发生的历史背景、目前现状、发展方向等提出文献的不同观点。也可以从选题的各个方面来分析撰写，例如我这次的选题：新生代员工特征与组织文化偏好的研究，我首先借鉴之前学者对新生代员工的研究从新生代员工的家庭背景、生活环境等方面分析了新生代员工的个性特征，并用大五人格模型来分析总结，接着分析了组织文化的种类，以此来推断新生代员工对什么样的组织文化较为适应、喜好。正文部分可根据内容的多少可分为若干个小标题分别论述。

5.文献综述的总结。

既是结综述正文部分作扼要的总结，作者应对各种观点进行综合评价，提出自己的看法，指出存在的问题及今后发展的方向和展望。我认为，自己对前面主体部分的总结是整篇论文最为重要的部分，因为我们要在这一部分突出自己的结论和看法，不能只单单借鉴他人研究的成果，做一个知识的搬运工，自己的分析和总结很重要，这一次的学年论文中我的这一部分论述内容较少，没有使重点突出，经过导师的点拨我也意识到了这一缺点，今后的写作中，我会锻炼自己的总结和推导能力，以及语言的表达能力，才会得出自己的结论，写出自己的风格。

6.文献综述的参考文献。

参考文献是综述的最后部分，其多少可以体现出作者阅读文献的广泛度和深度。对于参考文献的格式一般是：作者姓名，文章题目，杂志名称，出版年份。参考文献是对所引用资料的作者的尊重与版权的重视，是不能省略的部分。

   最后，在撰写论文的时候，一定要用心，不能将其视为一项可以应付了事的任务，并且要严谨地对待，学术研究需要细心地推导分析，不能马虎对待，总之论文的书写是一个大学生必须掌握的技能，正确的态度很重要。