Synthesis, structure, and optical properties of chiral amino acid-templated tin fluorides
- 주제어 (키워드) Chiral , Non-centrosymmetric structure , Second-Harmonic Generation , Birefringence , Photoluminescence; 카이랄 , 비중심대칭구조 , 제2고조파 , 복굴절 , 광발광
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 옥강민
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000076878
- UCI I804:11029-000000076878
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록
Two types of new chiral amino acid-templated tin fluoride crystals, (R)-[(C8H10NO3)2]Sn(IV)F6, (S)-[(C8H10NO3)2]Sn(IV)F6, (R)-[C8H10NO3]Sn(II)F3, and (S)-[C8H10NO3]Sn(II)F3, have been successfully synthesized using a slow evaporation method. The crystal structures of the Sn(IV)- compounds crystallize in the noncentrosymmetric nonpolar space group, P21212. Conversely, the structures of the Sn(II)-compounds, crystallizing in the noncentrosymmetric polar space group, were determined through single-crystal X-ray diffraction analysis. Remarkably, the Sn(IV)-compounds exhibited a larger birefringence (0.328@546.1nm), attributed to the well- stacked arrangement of planar π-conjugated benzene rings along the b-axis. They can grow centimeter-sized crystals because of the increased probability of π-π interactions between benzene rings, a result of the ability of tin(IV) fluorides to form more hydrogen bonds with ligands. In contrast, Sn(II)-compounds possessed a stronger second-harmonic generation (SHG) response (0.85 × KDP) than Sn(IV)-compounds (0.46 × KDP). This enhanced SHG response in Sn(II)-compounds was attributed to the increased dipole moments resulting from the presence of lone pairs. In addition, Sn(II)-compounds exhibited photoluminescent properties owing to the transition from the metal-to-ligand charge transfer state, a phenomenon contributed by the presence of the lone pairs. Characterization including thermogravimetric analysis, ultraviolet-visible and infrared spectroscopy analysis, and electronic structure calculations will be discussed. Keywords Chiral, Non-centrosymmetric structure, Second-Harmonic Generation, Birefringence, Photoluminescence
more초록
본 연구에서는 두 가지 유형의 새로운 카이랄 아미노산 템플릿 플루오르화 주석 결정, (R)-[(C8H10NO3)2]Sn(IV)F6, (S)-[(C8H10NO3)2]Sn(IV)F6, (R)- [C8H10NO3]Sn(II)F3, 및 (S)-[C8H10NO3]Sn(II)F3은 느린 증발 방법으로 성공적으로 합성되었다. Sn(IV)-화합물의 결정 구조는 비중심대칭 비극성 공간군 P21212에서 결정화 되었다. 비대칭 극성 공간군 P21에서 결정화되는 Sn(II)- 화합물의 구조는 단결정 X-선 회절 분석기(SC-XRD)를 통해 결정되었다. 특히, Sn(IV)-화합물은 b축을 따라 평면 π 결합 벤젠 고리가 잘 쌓인 배열로 인해 큰 복굴절 (0.328@546.1nm)을 나타냈다. 그들은 벤젠 고리 사이의 π-π 상호 작용 가능성을 증가시켜 센티미터 크기의 결정을 성장시킬 수 있다. 이는 주석(IV) 플루오르화물이 리간드와 더 많은 수소 결합을 형성하기 때문이다. 반면, Sn(II)- 화합물 (0.85 × KDP)은 Sn(IV)-화합물 (0.46 × KDP)보다 더 강력한 제2고조파 반응을 보였다. 이는 구조 내 비공유 전자쌍의 존재로 인해 증가한 쌍극자 모멘트에 기인한다. 또한, Sn(II)-화합물은 금속에서 리간드로의 전하 이동으로 인해 광발광 특성이 나타났다. 이 외에 열중량 분석, 자외선-가시광선 분광법, 적외선 분광법, 전자구조 계산 등에 대한 결과에 대해 논의하고자 한다. 주제어 카이랄, 비중심대칭구조, 제2고조파, 복굴절, 광발광
more목차
1. Introduction 11
2. Experimental section 14
2.1. Materials 14
2.2. Synthesis 14
2.3. Crystal growth 15
2.4. Measurements 16
3. Results and discussions 32
3.1. Structural descriptions of (R)-Sn(II) and (S)-Sn(II) 32
3.2. Structural descriptions of (R)-Sn(IV) and (S)-Sn(IV) 35
3.3. Thermogravimetric analysis 38
3.4. Ultraviolet-visible (UV-vis) diffuse reflectance spectroscopy 39
3.5. Infrared (IR) spectroscopy 41
3.6. Powder Second-harmonic Generation (SHG) Efficiency 42
3.7. Birefringence 46
3.8. Circular dichroism (CD) spectra 48
3.9. Photoluminescence (PL) spectroscopy 50
3.10. Calculations 52
3.11. Stability of compounds 55
4. Conclusions 56
5. References 57
