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巨視的な系において、[[分極電荷密度|誘起双極子]] {{Mvar|P}} は[[電気感受率]] {{Mvar|χ}}と[[電場]] {{Mvar|E}} の関数として表わされる。 |
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== 技術 == |
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超分極率の厳密な測定は、{{仮リンク|A・デビッド・バッキンガム|de|A._David_Buckingham}}により[[カー効果]]を用いて初めてなされた<ref>A. D. Buckingham, P. Hibbard: {{ |
超分極率の厳密な測定は、{{仮リンク|A・デビッド・バッキンガム|de|A._David_Buckingham}}により[[カー効果]]を用いて初めてなされた<ref>A. D. Buckingham, P. Hibbard: {{citation2|surname1=A. D. Buckingham, P. Hibbard|periodical=Symposia of the Faraday Society|title=Polarizability and Hyperpolarizability of the Helium Atom|volume=2|year=1968|at=pp. 41–47|language=de|doi=10.1039/SF9680200041 |
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== 文献 == |
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== 出典 == |
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2021年4月16日 (金) 09:24時点における版
 | この項目「超分極率」は翻訳されたばかりのものです。不自然あるいは曖昧な表現などが含まれる可能性があり、このままでは読みづらいかもしれません。（原文：de:Hyperpolarisierbarkeit） 修正、加筆に協力し、現在の表現をより自然な表現にして下さる方を求めています。ノートページや履歴も参照してください。（2017年1月） |
超分極率（ちょうぶんきょくりつ 英: Hyperpolarizability）または高次分極率（こうじぶんきょくりつ）とは、分子が光学的にどれだけ非線形に振る舞うかを表わす物性値である。非零の超分極率を持つ材料においては、誘起双極子はもはや入射光波の電場振幅には比例しなくなる。
原理
巨視的な系において、誘起双極子 P は電気感受率 χと電場 E の関数として表わされる。
レーザーなど電場振幅が大きい光の場合、誘起双極子は羃級数を用いて表わす必要がある。
ここで、χ(2) および χ(3) はそれぞれ二次と三次の非線形効果である。空間群に点対称性のない結晶でのみ、これらは非零の値をとる。
この巨視的な物性に対応する微視的な（分子レベルの）物性について、分極率を用いた類似の羃級数を得る。
ここで、i,j,k,lは各分子軸を走る。β は二次の超分極率であり、これが非零になるのは分子が点対称性を持たない場合のみである。線形分極率 α と超分極率 β, γ はどちらも周波数に依存するテンソルである。
例としてドナー・アクセプター型分子 p-ニトロアニリンを取りあげると、この分子の電子密度は対称的な電場を印加しても非対称に偏りやすい。超分極率の大きな物質としては、π共役系の長い有機色素なども挙げられる。
技術
超分極率の厳密な測定は、A・デビッド・バッキンガムによりカー効果を用いて初めてなされた[2]。最近よく使用されている方法は、ハイパレイリー散乱 (HRS) の測定や、電界誘起第二次高調波発生 (英語: electric-field-induced second-harmonic generation, EFISH）である[3]。計算化学においては、密度汎関数理論やHartree-Fock法に基いたSOS-アプローチ("sum over states") がよく用いられる。[4]
文献
- hyperpolarizability (of nth order)
- D. R. Kanis, M. A. Ratner, T. J. Marks (1994), "Design and construction of molecular assemblies with large second-order optical nonlinearities. Quantum chemical aspects", Chemical Reviews (ドイツ語), vol. 94, no. 1, pp. 195–242, doi:10.1021/cr00025a007。
出典
- ^ A. Volkov, C. Gatti, Y. Abramov, P. Coppens: A. Volkov, C. Gatti, Y. Abramov, P. Coppens (2000), "Evaluation of net atomic charges and atomic and molecular electrostatic moments through topological analysis of the experimental charge density", Acta Crystallographica Section A (ドイツ語), vol. 56, no. 3, pp. 252–258, doi:10.1107/S0108767300001628。
- ^ A. D. Buckingham, P. Hibbard: A. D. Buckingham, P. Hibbard (1968), "Polarizability and Hyperpolarizability of the Helium Atom", Symposia of the Faraday Society (ドイツ語), vol. 2, pp. 41–47, doi:10.1039/SF9680200041。
- ^ P. Kaatz, E. A. Donley, D. P. Shelton: P. Kaatz, E. A. Donley, D. P. Shelton (1998), [PDF-Datei "A comparison of molecular hyperpolarizabilities from gas and liquid phase measurements"], The Journal of Chemical Physics (ドイツ語), vol. 108, pp. 849–856, doi:10.1063/1.475448。
{{citation}}:|url=の値が不正です。 (説明) - ^ J. P. Coe, M. J. Paterson: J. P. Coe, M. J. Paterson (2014), "Approaching exact hyperpolarizabilities via sum-over-states Monte Carlo configuration interaction", The Journal of Chemical Physics (ドイツ語), vol. 141, no. 12, p. 124118, arXiv:1409.7276, doi:10.1063/1.4896229。