Molecular modeling of indole-based materials with efficient electron withdrawing moieties to enhance optical nonlinearity: Quantum chemical investigation
Notice bibliographique
Résumé
Herein, a series of seven indole-based donor-π-acceptor (D-π-A) chromophores ( 3aiR and 3ai2 - 3ai8 ) was designed via strategic modification of the terminal acceptor moieties. Density functional theory (DFT) and time-dependent DFT (TD/DFT) calculations were executed at M06/6-311G(d,p) level. To investigate the optoelectronic properties of 3aiR and 3ai2 - 3ai8, various analyses were conducted, including UV-Visible, frontier molecular orbitals (FMO), density of states (DOS), transition density matrix (TDM), natural bond orbitals (NBOs), and nonlinear optical (NLO) properties. Among all the designed derivatives, 3ai6 exhibited the narrowest band gap (2.497 eV), the most significant redshift (478.907 nm), and the highest chemical reactivity, as indicated by its maximum softness value of 0.401 eV⁻ 1 . Moreover, DOS and TDM analyses further supported the charge delocalization observed in FMO analysis. The NBO analysis revealed significant hyperconjugative interactions and enhanced intramolecular charge transfer (ICT), contributing to the stability of the designed compounds. While all derivatives demonstrated promising NLO properties, 3ai6 exhibited the highest static first-order ( β total = 2.89×10 -28 cm⁴ statvolt⁻ 1 ) and second-order ( γ total = 2.32×10 -33 cm 5 statvolt⁻ 1 ) hyperpolarizability values. The dynamic first-order hyperpolarizability β(−ω;ω,0) EOPE, shows enhanced values at 532 nm , with 3ai5 exhibiting the maximum β total of 599 × 10⁻ 2 ⁸ statvolt⁻ 1 cm⁴. Similarly, the second harmonic generation (SHG) (−2ω;ω,ω) is more pronounced at this shorter wavelength. In contrast, the second-order hyperpolarizability γ(−ω;ω,0,0) shows slightly higher values at 532 nm , peaking at -421000 × 10⁻ 33 statvolt⁻ 1 cm 5 for 3ai8 , indicating a frequency-dependent NLO response. These findings provide crucial insights into the structure-property relationships of indole-based materials, facilitating further advancements in the NLO domain.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».