Tetraarilazadipirometen bileşiklerinin metal komplekslerinin doğrusal olmayan optik özelliklerinin incelenmesi
Nonlinear optical properties of metal complexes of tetraarylazadipyrromethene compounds
Yazar: ELİF AKHÜSEYİN
Danışman: DOÇ. DR. HALİME GÜL YAĞLIOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan optik = Nonlinear optics

Özet:
Bu tez çalışmasında, Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü?nde sentezlenen tetraarilazadipirometen ana iskelet yapıya d orbitallerinde farklı sayılarda elektron bulunduran  Co(II), Ni(II), Cu(II) ve Zn(II) metalleri ve farklı elektron salıcı özelliğe sahip 4-Metoksifenil, 4-Metilfenil ve 1-Naftil gruplarının bağlanmasıyla elde edilen kompleks bileşiklerin doğrusal olmayan optik özellikleri  Z-Tarama deneyleri ve pompa-gözlem spektroskopisi  deneyleri ile incelenmiştir. 
Sentezlenen serbest ligand ve metal kompleks bileşiklerinin doğrusal soğurma spektrumları alınmıştır. Elektron verici özelliği yüksek olan sübstitüe grubun iskelet yapının para pozisyonundaki fenil halkalarına bağlanması sonucunda soğurma spektrumunun kırmızıya kaydığı gözlenmiştir. 1-Naftil grubu  4-Metoksifenil ve 4-Metilfenil gruplarına  göre daha uzun konjugasyona sahip olması nedeniyle elektron tutucu özelliği daha yüksektir. Bu nedenle naftil yan gruba sahip kompleks yapıların soğurma spektrumunun mavi bölgeye kaydığı görülmektedir. Ayrıca geçiş metallerinin serbest liganda bağlanmasıyla maksimum soğurma dalgaboylarına ek olarak kırmızı bölgeye kayan omuzlar görülmüştür. Bu omuzlar, ligandın ? orbitalleri ile geçiş metallerin d orbitalleri arasında yük transferine karşılık gelmektedir. 
Yapılan açık yarık Z- tarama deneyleri sonucunda bileşiklerin iki foton soğurma tesir kesitleri 1.55x?10?^15  W/m^2 şiddetinde Zn Metoksi kompleksi için 374 GM, Co Naftil kompleks yapısı için 365 GM olarak ölçülmüştür. Kompleks bileşiklerde yan grup ve metal farkına bağlı olarak ölçülen bu farklı değerlerin nedenini anlamak için pompa-gözlem deneyleri yapılmıştır.  
Yapılan pompa gözlem deneyleri sonucunda, d orbitalleri dolu olmayan  metal komplekslerinde ve serbest ligantta  ömrün, dolu  d orbitallerine sahip  Zn komplekslerinden  daha az olduğu görülmüştür. Ayrıca naftil sübstitüenin  konjugasyon uzunluğunun diğer yan gruplara göre fazla olması nedeniyle elektronları daha uzun süre üzerinde tutmasından dolayı bu bileşiklerde ömrün en uzun olduğu pompa-gözlem spektroskopisi deneyleri ile gözlemlenmiştir.
 Literatürde, tetraarilazadipirometen bileşikleri ile ilgili çok az sayıda çalışma bulunmaktadır. Tetraarilazadipirometen bileşiklerinin metal komplekslerinin  doğrusal olmayan optik özelliklerinin ilk defa çalışılıyor olmasından dolayı, bu çalışmanın literatüre büyük katkısının olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, the nonlinear optical properties of  complex compounds obtained  by binding Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II) metals containing different electron numbers in d orbitals and 4-Methoxyphenyl, 4-Methylphenyl and 1-Naphthyl groups having different electron-donating property to the azadipyrromethene framework  which is synthesized in Ankara University Chemistry Department was investigated with Z-Scan experiments and  pump-probe spectroscopy experiments.
The linear absorption spectrum was taken for free ligands and their metal complex compounds. When the electron-donating group is at the para position of the phenyl rings attached to pyrrole in azadipyrromethene, slightly bathochromic shift is observed in the absorption spectra. The 1-Naphthyl group has more acceptor nature due to  longer conjugation than 4-Methylphenyl and 4-Methoxyphenyl groups. Therefore, absorption spectra are hypsochromic shifted by the naphthyl groups binding to the azadipyrromethene framework. Also, the red shifted shoulders appear with binding of transition metals to the free  azadipyrromethene. The red shifted shoulders correspond to charge transfer between ligand and d orbitals of metal.
As a result of the open aperture Z-scan experiments, the two photon absorption cross section of compounds are 374 GM for 1d  and 365 GM for   was measured  at the 1.55x?10?^15  W/m^2  intensity. The pump-probe spectroscopy was used in order to understand the reason behind the difference in values measured as a function of substitue and metal difference  in the complex compounds
As a result of pump-probe spectroscopy  experiments, it was observed that the metal complexes which have unfilled d orbitals and free ligands have less lifetime than Zn metal complexes that have filled d orbitals. Because of longer conjugation length of  naphthyl substitue compared to other substitues and  since it holds the electron longer, the longest lifetime was observed for these compounds with pump-probe spectroscopy experiments.
In the literature, there is  few studies related to tetraarylazadipyrromethene compounds. It is thought to be  a great contribution which will be provided to the literature, because of the fact that this dissertation is the first study in the literature for nonlinear optical properties of metal complexes of tetraarylazadipyrromethene compounds.