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本论文在本实验室已有工作的基础上，进一步拓宽了原子簇和非线性材料的研究范围，就Mo(W)/Cu(Ag，Au)/S原子簇化合物的几何结构、不同的配体和不同取代的重金属原子与其三阶非线性光学性质关系的研究开展了以下几方面的工作。
(1)从原子骨架效应出发，运用分子设计的观点，合成了两个具有良好非线性光学性质的W(Mo)/Cu(Ag，Au)/S原子簇聚合物和一个配位聚合物，它们是六核原子簇聚合物[W2O2S6Cu4(NCMe)4]n(1)，五核原子簇聚合物{[n-Bu4N][W2Ag3S8]}n(2)和简单配位聚合物{[Et4N][Ag2I3]}n(3)。在原子簇聚合物1中，有一个典型的W=O双键，溶剂分子MeCN直接与Cu原子配位，这种配位方式在Mo(W)/Cu/S体系中第一次被发现。化合物1为一维螺旋状结构，在W原子处转折，其长链沿C轴方向伸展。每个W原子与一个端基O以及三个μ3-S原子形成四面体配位。Cu有两种不同的四面体配位方式，一种与四个μ3-S配位形成(μ3-S)4Cu四面体，另一种与两个μ3-S以及两个来自于溶剂MeCN中的N原子配位，形成一个扭曲的(μ3-S)2Cu(NCMe)2四面体。在532nm和40ps条件下，利用Z扫描方法测定了其非线性光学性质，它表现为光聚焦效应。原子簇聚合物2为一梯形结构，它是通过Ag桥连接起来的双螺旋状结构，由共享边四边形沿[010]方向伸展而成的。在532nm和8ns条件下，利用Z扫描方法测定了其非线性光学性质，它表现为光聚焦效应。非线性吸收值α2为1.¨×10-10m.W-1，表现为强的非线性吸收效应n2为3.67×10-18m2.W-1，显示出自聚焦效应。Ag可以形成多种含碘配合物，如Cs2AgI3(4)和Me4NAg2I3(5)。化合物4由单个[AgI4]四面体通过共享两个角连结而成。化合物5由两个[AgI4]四面体共享三条边组成。简单配位聚合物3为通过Ag-Ag桥联接而成的螺旋链结构，由具有共享棱边的六边形在[010]方向伸展而成。Ag通过和I四配位形成[AgI4]四面体，相邻的四面体共享I-I边。利用Z扫描方法测定其非线性光学性质时表现为光聚焦效应。其非线性吸收值α2为3.04×10-11m.W-1，表现为强的非线性吸收效应。n2为7.6×10-18m2.W-1，显示出自聚焦效应。通过上面实验可以得知，配位聚合物具有较好的非线性光学性质。
(2)外层电子跃迁是影响非线性光学性质的重要因素，将金属和有机配体引入到簇合物中，金属的轨道可以参与电子跃迁过程从而带来可能的非线性光学性质的改变。在Mo(W)/Cu(Ag，Au)/S原子簇中，线型结构原子簇化合物较常见，如簇合物[WS4Cu2(Py)4]和[WS4Cu2(PPh3)4]，它们都表现出一定程度上的非线性吸收和折射性质，我们用Au取代Cu合成了两个含PPh2Py的簇合物[MoAu2S4(PPh2Py)2](6)和[WAu2S4(PPh2Py)2](7)，这两个簇合物具有相同的分子结构，都由两个[Au(PPh2Py)]基团通过一个[MS4](M=Mo，W)联结成为线形结构，金与两个S及一个P形成三角形配位，P-Au-M-Au-P近似于一条直线。M-Au键长接近于簇合物[MoAu2S4(PPh3)2]中M-Au键的键长而小于[MoAu2S4(PAr3)2]中M-Au键的键长。化合物6只有微弱的三阶非线性光学性质，化合物7具有较强的非线性吸收和自聚焦效应，说明较重原子构成的骨架比较轻原子构成的同样骨架有更好的三阶非线性光学性质，即表现为强的重原子效应。[MAu2S4(PAr3)2](8)(M=Mo，W)具有和(6)及(7)相同的分子结构但外围配体不同，[MAu2S4(PAr3)2]为自散焦效应(n2分别为-2.25×10-17m2.W-1(M=Mo)，-1.48×10-17m2.W-1(M=W)，说明外围配体对其三阶非线性光学性质有一定影响.表现出配体效应。
(3)合成并测试了两个具有立方体结构的原子簇化合物[(n-Bu)4N]3[MoS4Ag3Cl4](9)和[Et4N]3[WO83Cu3I4](10)。在化合物9中[MoS4Ag3Cl4]是一个稍微扭曲的立方体，其四个金属原子和四个非金属原子是统计分布的。在化合物10中有两种不同的I原子，其中Cu-It键长近似于[WS4Cu6I4(Py)4]中Cu-It键长。这两个簇合物都有较强的光吸收效应，但其折射效应都很弱。
(4)介绍了两个含2，2’联吡啶的这类簇合物[MoO0.75S3.25Cu3Cl(bipy)2](11)和[WOS3Cu3Br(bipy)2](12)。他门具有相同的鸟巢状结构，但有别于其他含MOS3Cu3的鸟巢状簇合物，在[MOS3Cu3I(py)5]，[MOS3Cu3(SCN)(py)5]和[MOS3Cu3Br(py)5]三个鸟巢状簇合物结构中，三个Cu均为四面体配位，而在化合物11和化合物12中，一个Cu与Cl(Br)以三配位方式结合，另两个Cu原子为四面体配位方式。[MoO0.7583.25Cu3Cl(bipy)2]的n2为1.3×10-11esu，α2为1.2×10-10m.W1，[WOS3Cu3Br(bipy)2](12)的n2为6.71×10-11esu，α2为2.3×10-10m.W-1。它们都具有较好的三阶非线性光学性质，其性质可与其他类型原子簇化合物相比拟。