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Theoretical investigation on electronic structure and second-order nonlinear optical properties of novel hexamolybdate-organoimido-(car)borane hybridt

机译：新型六钼酸盐-有机亚氨基-（car）硼烷杂化物的电子结构和二阶非线性光学性质的理论研究

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We report a theoretical study based on density functional theory (DFT) on the geometric and electronic structure, linear optical and second-order nonlinear optical properties of a series of new inorganic-organic hybrid hexamolybdate-organoimido-(car)boranes. By the incorporation of borane/carborane at the end of the phenyl ring of the organoimido segment, the studied systems show excellent nonlinear optical (NLO) response than the organoimido-substituted hexamolybdate. The computed static first hyperpolarizability β_(vec) value of [Mo6O_(18)(NC8H8)(B_(12)H_(11))]~(4-) (II) is largest, -167.2 x 10~(-30) esu, and a higher β_(vec) value of [Mo6O_(18)(NC8H8)(C2B_(10)H_(11))]~(2-) (III-2p) is 58.6 x 10~(-30) esu. Moreover, the time-dependent (TD)DFT calculation illustrates that the maximum absorption, which is helpful for the large NLO responses, is mainly assigned to the charge transfer (CT) from (car)borane and organoimido segment to the hexamolybdate cluster. The density of density (DOS) calculations further illustrate the excitation from valence orbitals of boron atoms to that of Mo and O atoms in hexamolybdate can be responsible for larger NLO responses. The linear and nonlinear optical properties of species III both vary with the position of the vertex on the carborane. Furthermore, the order of the β_(vec) values is consistent with the bathochromic shift of the maximum absorption for our studied systems, and the studied systems show a wider transparency range extending into the entire visible and infrared (IR) region.
机译：我们报告了基于密度泛函理论（DFT）的一系列新型无机-有机杂六钼酸盐-有机亚氨基-（car）硼烷的几何和电子结构，线性光学和二阶非线性光学性质的理论研究。通过在有机亚氨基链段的苯环末端引入硼烷/碳烷，所研究的系统显示出比有机亚氨基取代的六钼酸盐优异的非线性光学（NLO）响应。 [Mo6O_（18）（NC8H8）（B_（12）H_（11））]〜（4-）（II）的计算得出的静态第一超极化性β_（vec）值最大，为-167.2 x 10〜（-30） esu，而[Mo6O_（18）（NC8H8）（C2B_（10）H_（11））]〜（2-）（III-2p）的β_（vec）值较高是58.6 x 10〜（-30）esu 。此外，随时间变化的（TD）DFT计算表明，最大吸收对大的NLO响应很有帮助，其最大分配主要是从（甲）硼烷和有机亚氨基链段到六钼酸盐簇的电荷转移（CT）。密度密度（DOS）计算进一步说明了六钼酸盐中从硼原子的价轨道到Mo和O原子的价轨道的激发可能是造成更大的NLO响应的原因。物种III的线性和非线性光学性质都随碳硼烷上顶点的位置而变化。此外，对于我们研究的系统，β_（vec）值的顺序与最大吸收的红移相一致，并且研究的系统显示出更宽的透明度范围，延伸到整个可见光和红外（IR）区域。

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