Von Molekülen zu Materialien: SHG-CD-Mikroskopie strukturierter chiralischer Filme

Das Zusammenspiel zwischen molekularer und struktureller Chiralität in Abhängigkeit von der lokalen Probenmorphologie bestimmt die nichtlinearen optischen Eigenschaften vieler organischer und hybrider organisch-anorganischer Dünnfilme. Hier haben wir die Mikroskopie der zweiten harmonischen Erzeugung mit zirkulärer Dichroismus (SHG-CD) von dünnen molekularen Filmen von 1,1'-bi-2-naphthol (R-BINOL) als Forschungsmodell verwendet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das SHG-Signal, das bei Frequenzen nahe der elektronischen Übergänge von BINOL-Molekülen gemessen wird, resonant um mehr als einen Größenordnungsfaktor im Vergleich zum nicht-resonanten Fall verstärkt wird. Das extrahierte resonante SHG-CD-Signal wird von der chiralischen Antwort des Moleküls dominiert. Im Gegensatz dazu bestimmt die strukturelle Chiralität die nicht-resonanten SHG-CD-Bilder. Wir sehen eindeutige Beweise dafür, dass die Interferenz der SHG-Signale, die durch die molekulare und strukturelle Chiralität verursacht wird, zu einer Verringerung der gesamten SHG-Intensität führen kann, wenn beide SHG-Signale außer Phase sind. Diese Ergebnisse unterstreichen die komplexe Beziehung zwischen molekularer und struktureller Chiralität einerseits und der strukturellen Morphologie andererseits und ebnen den Weg für neuartige Anwendungen, indem sie die chiroptischen Eigenschaften von Dünnfilmen nutzen.