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01.06.2015 | Original Paper | Ausgabe 12/2015

Journal of Materials Science 12/2015

Non-linear optical properties of β-D-fructopyranose calcium chloride MOFs: an experimental and theoretical approach

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 12/2015
Autoren:
Domenica Marabello, Paola Antoniotti, Paola Benzi, Carlo Canepa, Eliano Diana, Lorenza Operti, Leonardo Mortati, Maria Paola Sassi
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The online version of this article (doi:10.​1007/​s10853-015-8985-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

The second harmonic generation (SHG) properties of two MOFs, obtained from fructose and calcium chloride, were studied using a Non-Linear Optics Multimodal microscope. The first-order hyperpolarizability and the second-order susceptibility were calculated at the DFT level of theory. Moreover, a semi-classical approach to non-linearities in the optical behaviour was used in order to determine the features responsible for the SHG. The MOFs were synthesized both in ethanol and by solid–solid interaction, with a simple, rapid and low-cost methodology with no environmental impact, and were characterized with IR and RAMAN spectroscopy and both the single-crystal and powder X-ray diffraction. Both the metal–carbohydrate-based MOFs show an interesting SHG intensity: in particular, compound 1 shows an average SH intensity more than twice that of sucrose, in agreement with the theoretical results. A favourable combination of optical properties, transparency, thermal and chemical stability makes compound 1 a potential candidate for applications in electro-optics devices.

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