PROPRIEDADES ÓPTICAS NÃO-LINEARES DE
TERCEIRA ORDEM DE COMPLEXOS DO TIPO
SCHIFF
João Tedim1,2, Sónia Patrício1, Rosa Bessada1, Joana Fonseca1,
Cristina Freire1, Manuel Marques3,
1
REQUIMTE, Departamento de Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto,
4169-007 Porto, Portugal
2
Department of Chemistry, University of Leicester, Leicester LE1 7 RH, UK
3
INESC Porto e Departamento de Física, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto,
4169-007 Porto, Portugal
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ABSTRACT
Materiais com propriedades ópticas não-lineares têm recebido muita atenção nas
últimas décadas devido à sua aplicação no processamento das comunicações
ópticas[1,2]. Neste contexto, os complexos com bases de Schiff apareceram como
blocos de base para a preparação de materiais com estas propriedades devido à
deslocalização das suas ligações π, que podem ser potenciadas pela introdução de
funcionalidades dadoras/receptores de densidade electrónica[3]. Neste trabalho, são
caracterizadas as propriedades ópticas de complexos de níquel(II) e Cobre(II) com
ligandos do tipo salen em solução pelas técnicas de z-scan e espectroscopia
electrónica. Os resultados são analisados de forma a avaliar as relações entre as
propriedades ópticas e a estrutura dos complexos.
1. Introdução
Neste trabalho foram estudados vários complexos de níquel (II) e cobre (II) com
ligandos do tipo salen funcionalizados com grupos dadores/aceitadores de densidade
electrónica, com a técnica de z-scan, determinando-se os seus índice de refracção nãolinear e coeficiente de absorção não-linear.
1.1. Técnica de z-scan
A técnica de z-scan utilizada para caracterizar as propriedades ópticas não-lineares foi
desenvolvida por Sheik-Bahae et als.[4,5] e está baseada na alteração da frente de onda ao
atravessar um meio não-linear. Utilizando um feixe laser com um perfil transversal
gaussiano e deslocando a amostra na vizinhança da cintura do feixe obtém-se uma
variação da transmitância através de uma abertura colocada antes do detector.
Dependendo do tipo de não linearidade, e do seu sinal, a transmitância do sistema
quando a amostra está junto à cintura do feixe vai apresentar uma curva característica.
A amplitude da variação da transmitância normalizada é directamente proporcional ao
valor da não linearidade.
2. Resultados
Os complexos [M(DA-salen)] apresentam um índice de refracção não-linear (n2I), nãoressonante, no intervalo 8,5 a 27•10-21 m2 W-1 e um coeficiente de absorção não-linear
(α2I) no intervalo 1,8 a 26•10-17 m2 W-1, para concentrações de 1 mmol dm-3. A
componente imaginária da susceptibilidade de terceira ordem é inferior a 10% do valor
para todos os complexos.
No grupo de complexos de Ni(II), os valores mais altos de n2I são obtidos pelos
complexos com pontes de diimina aromáticas, que dão origem a fortes bandas de
transferência electrónica na região λ=275-500 nm. Os complexos que apresentam
bandas intensas próximas de λinc/2 = 532 nm apresentam igualmente os valores mais
altos de α2I, uma consequência de processos de absorção multi-fotão.
Para o grupo de complexos de Cu(II), o valor mais alto de n2I é igualmente observado
para o complexo que apresenta a banda mais intensa na região λ =275 - 475 nm. Entre
os complexos de Ni(II) e Cu(II) com os mesmos ligandos, os de cobre apresentam
sempre um valor de n2I mais elevado, indicando que, apesar da forte influência dos
grupos dador-aceitador na não-linearidade, o centro metálico tem igualmente uma
contribuição relevante.
Referências
[1] Handbook of Optics IV, Fiber Optics & Nonlinear Optics, 2nd ed., M. Bass, J. M. Enoch, E. W. V.
Stryland, W. L. Wolfe (Eds.), McGraw-Hill, New York (2001)
[2] J. G. Breitzer, D. D. Dlott, L. K. Iwaki, S. M. Kirkpatrick, T. B. Rauchfuss, J. Phys. Chem. A, 103, 6930–
6937 (1999)
[3] Nonlinear Optics of Organic Molecules and Polymers, H. S. Nalwa, S. Miyata (Eds.), CRC Press, Boca
Raton (1997)
[4] M. Sheik-Bahae, A. A. Said, E. W. Van Stryland, Optical Letters, 14, 955-957 (1989)
[5] M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. Wei. D. A. Hagan, E. W. Van Stryland, Journal of Quantum Electronics,
26, 760-769 (1990)