3에서 파생된 구리(II) 리간드 쉬프 염기 착물의 합성, 특성화 및 비선형 광학 특성

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10988(2023) 이 기사 인용

1303 액세스

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

N-N'-(1,2-디페닐 에탄-1,2-디일리덴)비스(3-니트로벤조히드라지드)의 Schiff 염기 리간드를 사용하여 새로운 일련의 Cu(II) 착물이 제조되었습니다. 제조된 리간드와 Cu(II) 복합체는 X선 회절(XRD), 전계 방출 주사 전자 현미경(FESEM), 에너지 분산형 X선 분석(EDX), 푸리에 변환 적외선(FT) 등 다양한 물리화학적 조사를 사용하여 특성을 분석했습니다. -IR), \({}^{13}C\) 핵 자기 공명(NMR), \({}^{1}H\) NMR, 확산 반사 분광법(DRS), 진동 샘플 자력계(VSM) 및 Z-스캔 기술(비선형 광학(NLO) 특성). 또한, Cu(II) 복합체가 리간드보다 더 극성이 있다는 것을 입증하는 밀도 함수 이론 계산을 통해 준비된 샘플의 NLO 특성을 검사했습니다. XRD 및 FESEM 결과에 따르면 샘플의 나노결정질 특성이 확인되었습니다. FTIR의 기능 연구에서 지정된 금속-산화물 결합. 자기 연구는 각각 Cu(II) 복합체에 대한 약한 강자성 및 상자성 특성과 리간드에 대한 반자성 특성을 보여줍니다. DRS 스펙트럼은 리간드보다 Cu(II)에 대해 더 높은 반사율을 나타냈습니다. 합성된 샘플의 밴드 갭 에너지는 반사율 데이터에 대한 Tauc 관계 및 Kubelka-Munk 이론을 사용하여 추정되었으며 Cu(II) 착물 및 리간드에 대해 각각 2.89eV 및 2.67eV인 것으로 나타났습니다. 소멸 계수와 굴절률 값은 Kramers-Kronig 방법을 사용하여 계산되었습니다. 532nm Nd:YAG 레이저로 NLO 특성을 추정하기 위해 z-스캔 기술이 적용되었습니다.

처음으로 "쉬프 염기"라는 표현이 사용된 것은 1864년 노벨상 수상자이자 과학자인 휴고 쉬프(Hugo Schiff)가 카르보닐 작용기(케톤 또는 알데히드)와 1차 아민의 축합 반응을 통해 쉬프 염기(Sb)를 제조한 이후였습니다1 . 쉬프 염기(Sbs)는 비선형 광학(NLO)2, 형광3, 전기발광4 및 항균 활동5과 같은 생물학적 응용 분야에서의 광학적 응용으로 인해 최근 큰 주목을 받았습니다. 대부분의 전이 금속의 도움으로 Sbs는 안정적인 복합체를 쉽게 만들 수 있습니다6. 리간드로서 Sbs는 대부분의 금속 이온의 광범위한 킬레이트 잠재력과 손쉬운 준비로 인해 배위 화학에 성공적으로 사용되었습니다. 아조메틴 그룹의 염기성, 강도 및 입체성은 Sb 복합체의 안정성에 영향을 미칩니다8. Schiff 염기는 다양한 촉매 및 생물학적 응용으로 유명하며, 배위 화학에서 광범위한 유용성을 나타내는 리간드 클래스를 나타냅니다9. 전이 금속 착물의 쉬프 염기 유도체는 저렴하고 손쉬운 합성뿐만 아니라 뛰어난 화학적 및 열적 안정성으로 인해 알코올 및 알켄의 산화 촉매로서 상당한 주목을 받아 왔습니다. 쉬프(Schiff) 염기 금속 착물은 항박테리아, 항종양, 항진균, 항암, 항결핵, DNA 결합, 진통제, 항산화제, 항바이러스 등 다양한 생물학적 측면에서 광범위하게 응용되는 매우 필수적인 유형의 유기 화합물로 간주됩니다. 속성10,11. Schiff 염기의 이러한 엄청난 응용은 Cu(II) 복합체에 많은 관심을 불러일으켰습니다. 더욱이, 구리(II) 착물은 벤질 알코올의 산화에 매우 효과적인 촉매임이 입증되었습니다12. 구리(II) 복합체는 세포 독성, 항진균제, 항균제, DNA 광절단, 항암, 항종양 및 항산화 활성을 포함한 다양한 의약 응용 분야에서 잠재적인 활용을 위해 준비되었습니다. 광학 빔의 주파수, 편광, 진폭 및 위상은 NLO 재료의 영향을 받을 수 있습니다. 게다가, 이들 재료는 중요한 3차 또는 2차 광학 민감도를 나타냈습니다. NLO 재료를 제공하기 위해서는 Schiff base가 가장 적합한 절차입니다17. NLO는 플라즈마 물리학18, 양자 컴퓨팅19, 2차 고조파 생성20 및 Q-스위칭21의 최근 기술 개선에서 중요한 역할을 합니다. 게다가 NLO 재료는 매우 빠른 광 변조 및 스위칭에 응용됩니다. 재료의 NLO 특성을 결정하는 가장 널리 사용되는 방법에는 Z-스캔23, I-스캔24및 2빔 결합25이 포함됩니다. 다른 방법과 비교하여 Z-스캔은 높은 감도와 단순성으로 인해 널리 사용되었습니다. 1989년 Sheikh-Bahaei et al. 재료의 NLO 특성을 연구하기 위해 Z-스캔 방법을 표현했습니다. 더욱이, 이 기술은 빔의 도움을 받아 비선형 굴절과 비선형 흡수 모두에 대해 동시에 민감한 단일 분석을 수행할 수 있습니다23. Z-스캔 기술을 적용함으로써 3차 민감도 \(\left( {\chi^{(3)} } \right)\), 비선형 흡수 \(\left( { NLA,\beta } \right)\) 및 비선형 굴절 \(\left( {NLR,n_{2} } \right)\)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>