AH
Abrar Hassan
Author with expertise in Thin-Film Solar Cell Technology
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
14
(7% Open Access)
Cited by:
3
h-index:
20
/
i10-index:
26
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Exploring the ON/OFF nonlinear optical (NLO) response in tetracene-based chromophores: A DFT study on solvent and frequency-dependent NLO properties for switching applications

Sehar Nadeem et al.Oct 1, 2024
Tetracene-based nonlinear optical (NLO) materials are an ambient field of interest in optoelectronic technology. Inspired by this material, we theoretically designed D-D-A framework molecules (ZO and ZO-1 to ZO-16) with auxiliary donor and acceptor screening of solo tetracene linear surface and investigated their reactivity, electrical properties, solvent-dependent optical and ON/OFF NLO properties utilizing DFT simulations. The CPCM and IEFPCM model is used to examine how entire spectrum of medium polarity, ranging from less polar to more polar solvents (chloroform (ε = 4.71) < tetrahydrofuran (ε = 7.43) < DMSO (ε = 46.83 < water (ε = 78.36)) affect the optical absorption and NLO characteristics (βtot, αtot, and μtot) of suggested compounds (ZO and ZO-1 to ZO-16). Furthermore, natural bond orbital analysis (NBO) and topological analysis (MEP, ELF, and LOL) were used to explain the NLO results. Regarding the charge transfer robustness, ZO-9, a promising tetracene derivative, is identified as an appealing second-order NLO candidate, with the lowest energy gap (1.642 eV) and largest λmax (546.692 nm) among all investigated derivatives. Moreover, the solvent-dependent optical absorption spectrum shows that polar solvent (THF) alleviates the λmax from 273.081 nm to 707.511 nm in ZO-11. Similarly, solvent also influences the NLO properties in all designed compounds, especially in ZO-9, which displayed giant βtotal = 7.244 × 105 in chloroform, 8.640 × 105 in THF, 1.153 × 106 in DMSO, and 1.180 × 106 in water as well as in gas (1.993 × 105). Additionally, the results of the second harmonic generation (SHG) β(−2ω, ω, ω) and the electro-optical Pockels effect (EOPE) β(−ω,ω,0) computed at the frequencies of ω = 1064 nm (0.0428 au) and ω = 532 nm (0.0856 au) validates that all tetracene based derivatives are excellent NLO candidates for laser working condition and switching applications.
0

Enhanced nonlinear optical responses of doped superalkali metal salts with fluorinated/non-fluorinated planar boron sheets: A theoretical study

Abrar Hassan et al.May 30, 2024
The widespread use of nonlinear optical (NLO) materials for contemporary technologies has sparked intense interest in their production with the creation of materials with a continuous endeavor. In this theoretical study, we investigate the NLO responses of doped superalkali (SA) metal salts with planar boron sheets (PBSs). We consider four different substrates (B[Formula: see text], B[Formula: see text]F 3 , B[Formula: see text], and B[Formula: see text]F 3 ) to create 12 new surfaces ( 1-12) by doping SAs (Li 2 F, Li 2 OF, Li 2 O 2 ) with them. We optimize the geometries of these surfaces and analyze their frontier molecular orbitals (FMOs) and natural bond orbitals (NBO) to obtain insights into their global chemical reactivity. We also examined their NLO responses ranging as 1.22–[Formula: see text], 3.39–[Formula: see text], and [Formula: see text][Formula: see text]e.s.u. Our results reveal that the doped surfaces exhibit stronger NLO responses compared to the undoped surfaces, and that the strongest NLO response is found in the B[Formula: see text]F 3 -doped surface. The role of various segments in FMOs is investigated using the TDOS and PDOS spectral analyses. To comprehend the relationship between the SA and the B[Formula: see text]F 3 substrates molecule more effectively, non-covalent interaction (NCI) investigation is carried out. Additionally, Time-dependent DFT (TD-DFT) simulations are done for UV–Vis analysis to observe significant redshifts up to 1050[Formula: see text]nm. All the SA-doped surfaces are thermodynamically stable NLO materials with improved NLO responses, so these materials are proposed to be used during the construction of advanced NLO responses.
Load More