Influence of molecular and crystal structure on nonlinear optical properties of hydrated and anhydrous potassium L-2-nitrimino-1,3-diazepane-4-carboxylate crystals

Abstract

The physical properties of crystals depend on their chemical composition and their molecular and crystal structure. The presence of donor amino groups (NH2) and acceptor nitro groups (NO2) in a molecule can increase the molecule's non-linear optical (NLO) properties. L-nitroarginine, in a strong alkaline environment (MOH (M=Li,Na,K), crystallizes to form L-2-nitrimino-1,3-diazepane-4-carboxylic acid (L-NIDCA.H2O and L-NIDCA). We found that the slow evaporation of a solution of L-nitroarganine and an alkali in equimolar quantities leads to the formation of a metallic salt with L-2-nitrimino-1,3-diazepane-4-carboxylate anions (K(L-NIDC).H2O, Na(-NIDC), L-NaNIDC, Li(L-NIDC); this salt shows strong NLO properties. This study also addressed the second-harmonic generation of L-KNIDC.H2O and L-KNIDC crystals and how their crystal and molecular structure affects the NLO properties. The infrared and Raman spectra of K(L-NIDC)?H2O and K(L-NIDC) crystals were studied with respect to these structural features. We found that the intensity of second-harmonic generation in K(L-NIDC) is 2.75 times higher than in the standard KDP crystal, while the intensity in K(L-NIDC).H2O is much lower. Физические свойства кристаллов зависят от их химического состава, молекулярной и кристаллической структуры. Присутствие донорных аминогрупп (NH 2 ) и акцепторных нитрогрупп (NO 2 ) в молекуле может повысить нелинейно-оптические (NLO) свойства молекулы. L- нитроаргинин в сильнощелочной среде (МЗ (М = Li, Na, K) кристаллизуется с образованием L – 2 – нитримино – 1,3 – диазепан – 4 – карбоновой кислоты ( L –NIDCA.H 2 O и L). -NIDCA). Мы обнаружили, что медленное испарение раствора L- нитроарганина и щелочи в эквимолярных количествах приводит к образованию соли металла с L–2 – нитримино – 1,3 – диазепан – 4 – карбоксилат-анионы (K ( L –NIDC) .H 2 O, Na ( L –NIDC), L –NaNIDC, Li ( L –NIDC); эта соль демонстрирует сильный NLO В этом исследовании также рассматривались вопросы генерации кристаллов L –KNIDC.H 2 O и L –KNIDC во второй гармонике и влияние их кристаллической и молекулярной структуры на свойства NLO. Инфракрасный и комбинационный спектры K ( L –NIDC) .H Кристаллы 2 O и K ( L –NIDC) были изучены с учетом этих структурных особенностей. Мы обнаружили, что интенсивность генерации второй гармоники в K ( L–NIDC) в 2,75 раза выше, чем в стандартном кристалле KDP, а интенсивность в K ( L –NIDC) .H 2 O значительно ниже.