Heteroatom içeren bazı aromatik moleküllerin lineer olmayan optik ve spektroskopik özelliklerinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of nonlinear optical and spectroscopic properties of some aromatic molecules containing hetereoatoms
Yazar: DAVUT AVCI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YUSUF ATALAY
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: 1,3,4-oksadiazol = 1,3,4-oxadiazole

Özet:
Bu tezin amacı, heteroatom içeren bazı aromatik moleküllerin taban durumunda lineer olmayan optik ve spektroskopik özelliklerini Hartree-Fock (HF) ve Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) metotları ile farklı temel setler kullanarak incelemektir. Bu özellikleri incelemek için, 1,3,4-oksadiazol içeren iki farklı moleküler yapı kullanılmaktadır. Bu moleküllerin seçilme nedeni, bunların birçok alanda özellikle farmasötik ve optoelektronik teknolojisinde etkin materyaller olmalarıdır. Bu teknolojik uygulamalardan dolayı 1,3,4-oksadiazol içeren farklı moleküller üzerinde literatürde birçok çalışma yapılmaktadır.Lineer olmayan optik özellikleri incelemek için, 1,3,4-oksadiazol heterosiklik yapısına bağlı farklı elektron sağlayıcı ve çekici gruplardan oluşan 18 tane oksadiazol moleküler yapı (5a-f, 8a-f ve 9a-f) kullanılmıştır. Bu moleküllerde kararlı yapılar ve yapısal parametreler elde edildikten sonra, indüklenmiş dipol moment, kutuplanabilirlik, yüksek mertebeli kutuplanabilirlik, HOMO ve LUMO enerji değerleri incelenmiştir. Aynı zamanda bu enerjilerden sertlik ve elektronegatiflik parametreleri elde edilmiştir. Bu özelliklerin farklı elektron sağlayıcı ve çekici grupların etkisi ile nasıl değiştiği araştırılmıştır. Bu durumda, iyonik moleküllerde (9a-f) yük transferi etkileşimi diğer nötr moleküllerden (5a-f ve 8a-f) daha etkilidir. Daha açık şekilde ?? 1/ ? durumu elde edilmiştir.Spektroskopik özellikleri incelemek için, 7 tane farklı moleküler yapıyı gösteren 2-aril-1,3,4-oksadiazol türevleri (5a-g) çalışılmıştır. 2-aril-1,3,4-oksadiazol türevleri (5a-g) için titreşim frekansları, uyum faktörleri ve kimyasal kayma değerleri farklı modellerde hesaplanmıştır ve sonuçlar yorumlanmıştır. Sonuç olarak, kullanılan hesaplama modellerinin güvenilirliği deneysel verilerle desteklenmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is to investigate nonlinear optical and spectroscopic properties of some aromatic molecules containing heteroatoms in their ground states using Hartree-Fock (HF) and Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) methods with different basis sets. Two different molecular structures containing 1,3,4-oxadiazole are used to investigate these properties. The reason for choosing these molecules is that they are efficient materials in various fields, especially in pharmaceutical and optoelectronic technologies. Due to these technological applications, a number of studies have been performed on different molecules containing 1,3,4-oxadiazole in the literature.To investigate nonlinear optical properties, 18 molecular structures (5a-f, 8a-f ve 9a-f) which have heterocyclic 1,3,4-oxadiazole structure substituted by various electron donor and acceptor groups have been used. Having obtained optimized structures and structural parameters, induced dipole moment, polarizability, hyperpolarizability, HOMO and LUMO energy values have been investigated. Besides, the hardness and electronegativity parameters have been obtained from these energies. How these properties change with effects of different electron donor and acceptor groups have also been investigated. In this situation, the interaction of charge transfer (CT) in the ionic molecules (9a-f) is more strength than the other neutral molecules (5a-f and 8a-f). More explicitly, ?? 1/ ? has been obtained.To investigate spectroscopic properties, 2-aryl-1,3,4-oxadiazole derivatives (5a-g) represented by seven different molecular structures have been studied. The vibrational frequencies, scaling-factors and chemical shifts using different models for 2-aryl-1,3,4-oxadiazole derivatives (5a-g) have been calculated, and results have been discussed. As a result, the accuracy of computational models has been supported with experimental data.