journal article·2003-03-01

Layer-by-Layer Self-Assembled Pyrrole-Based Donor−Acceptor Chromophores as Electro-Optic Materials

Antonio Facchetti, Alessandro Abbotto, Luca Beverina, Milko E. van der Boom, Pulak Dutta, Guennadi Evmenenko, Giorgo A. Pagani, Tobin J. Marks

Chemistry of Materials· Volume 15· Issue 5
Publisher page

Abstract

The synthesis of the heterocycle-based diethanolaminomethyl-functionalized derivative 1-(pyridin-4-yl)-2-[( N -methylpyrrol-2-yl)-5-methylenediethanolamine]ethene ( 2 ) from (1-pyridin-4-yl)-2-( N -methyl-pyrrol-2-yl)ethene ( 1 ) and their methylpyridinium dyes 1-( N -methylpyridinio)-2-[( N -methylpyrrol-2-yl)-5-methylenediethanolamine]ethene iodide ( 3 ) and 1-( N -methylpyridinio)-2-[( N -methylpyrrol-2-yl)-5-methylenediethanolamine]ethene iodide ( 4 ) is described. NLO-active chromophore monolayers SA-1 and SA-2 were obtained by reaction of p -iodomethylphenyldiiodochlorosilane ( 5 )-functionalized substrates and dye precursors 1 and 2, respectively. A χ (2) value of ∼120 pm/V is observed for SA-2 . The new diethanolaminomethyl-functionalized chromophore 2 is also a suitable building block for the layer-by-layer formation of intrinsically acentric, highly transparent nonlinear optical/electro-optic multilayers (SAS = self-assembled superlattice). The organic SAS films are characterized by a combination of physicochemical methods including synchrotron specular X-ray reflectivity, angle-dependent polarized second-harmonic generation, optical (absorption and photoluminescence) spectroscopy, X-ray photospectroscopy, atomic force microscopy, and advancing contact angle measurements.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Nonlinear Optical Materials Research · Molecular Junctions and Nanostructures · Porphyrin and Phthalocyanine Chemistry

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Material Science, University of Milano−Bicocca, via Cozzi 53, 20125 Milano, Italy, Departments of Chemistry and Physics and Astronomy, and the Materials Research Center, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208-3113, and Department of Organic Chemistry, The Weizmann Institute of Science, Rehovot, 76100, Israel

References (81)

Show source-provided references
1. For · 2002
2. Ma H. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 987
3. Wang C. · Macromolecules · 2001 · 34 · 2363
4. Hayden L. M. · Macromolecules · 2001 · 34 · 1495
5. Samijn C. · Macromol. Rapid Commun. · 2000 · 21 · 15
6. Jiang H. · J. Am. Chem. Soc. · 1999 · 121 · 3665
7. Yitzchaik S. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 300210.1021/ja963489y ↗
8. Lemaître N. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 142710.1021/cm001409q ↗
9. Würthner F. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 282410.1021/ja002321g ↗
10. Reka O, E. D. · Chem. Eur. J. · 2001 · 7 · 4402
11. Schwartz H. · J. Phys. Chem. B · 2001 · 105 · 592110.1021/jp0038916 ↗
12. Roberts M. J. · J. Am. Chem. Soc. · 1998 · 120 · 11203
13. Ahlheim M. · Science · 1996 · 271 · 33710.1126/science.271.5247.335 ↗
14. Wijekoon W. M. K. P. · J. Am. Chem. Soc. · 1996 · 118 · 4483
15. Ashwell G. J. · Nature · 1994 · 368 · 44010.1038/368438a0 ↗
16. Ricceri R. · Colloids Surf., A · 1999 · 150 · 29610.1016/S0927-7757(98)00727-4 ↗
17. Ricceri R. · Langmuir · 1999 · 15 · 215110.1021/la981364w ↗
18. Ricceri R. · Thin Solid Films · 1999 · 340 · 23010.1016/S0040-6090(98)01055-4 ↗
19. Ricceri R. · Langmuir · 1997 · 13 · 5790
20. Ricceri R. · Langmuir · 1997 · 13 · 4184
21. Ricceri R. · Langmuir · 1997 · 13 · 3437
22. Evans O. R. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 3017
23. Kanazawa A. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2000 · 39 · 61510.1002/(SICI)1521-3773(20000204)39:3<612::AID-ANIE612>3.0.CO;2-F ↗
24. Coe B. J. · Chem. Eur. J. · 1999 · 5 · 2471
25. Lin W. · J. Am. Chem. Soc. · 1999 · 121 · 11250
26. Johal M. S. · Chem. Mater. · 1999 · 11 · 196510.1021/cm990158m ↗
27. Lin W. · J. Am. Chem. Soc. · 1998 · 120 · 13273
28. Di Bella S. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 9557
29. Bakiamoh S. B. · J. Langmuir · 2001 · 17 · 344610.1021/la0101503 ↗
30. Neff G. A. · J. Chem. Mater. · 2000 · 12 · 2371
31. Flory W. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2000 · 122 · 798510.1021/ja000232y ↗
32. Hanken D. G. · Anal. Chem. · 1997 · 69 · 24810.1021/ac971590v ↗
33. Katz H. E. · J. Am. Chem. Soc. · 1994 · 116 · 6640
34. Fang M. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 1219110.1021/ja972569e ↗
35. Acentric hydrogen-bonded silane−Cu2+superlattices: (a) Maoz, R.; Yam, R.; Berkovic, G.; Sagiv, J. InThin Films; Ulman, A., Ed.; Academic Press: San Diego, CA, 1995; Vol. 20, pp 41−66.
36. Van Cott K. E. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2002 · 17 · 3228
37. Huang W. · Langmuir · 1999 · 15 · 6514
38. Li D.-Q. · J. Am. Chem. Soc. · 1993 · 115 · 6980
39. Facchetti A. · Langmuir · 2001 · 17 · 594210.1021/la010806s ↗
40. Pagani G. A. · J. Polym. Prepr. · 2001 · 42 · 568
41. van der Boom M. E. · J. Langmuir · 2002 · 18 · 370710.1021/la011561m ↗
42. van der Boom M. E. · J. Polym. Mater. Sci. Eng. · 2002 · 87 · 376
43. van der Boom M. E. · J. Adv. Funct. Mater. · 2001 · 11 · 39710.1002/1616-3028(200110)11:5<393::AID-ADFM393>3.0.CO;2-S ↗
44. Evmenenko G. · J. Chem. Phys. · 2001 · 115 · 672710.1063/1.1398576 ↗
45. Zhu P. · J. Polym. Prepr. · 2001 · 42 · 580
46. van der Boom M. E. · J. Chem. Mater. · 2001 · 13 · 1710.1021/cm000746w ↗
47. van der Boom M. E. · Polym. Mater. Sci. Eng. · 2000 · 83 · 161
48. (h) van der Boom, M. E.; Richter, A. G.; Malinsky; J. E.; Dutta, P.; Marks, T. J.NSLSActivity Report; Science Highlights; Corwin, M. A., Ehrlich, S. N., Eds.; Brookhaven Science Associates, Inc. Upton, NY, 1999; Vol. 2, pp 47−49.
49. Zhu P. · J. Chem. Mater. · 2002 · 14 · 4989
50. Lin W. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 2211
51. Lin W. · J. Am. Chem. Soc. · 1996 · 118 · 8042
52. Yitzchaik S. · J. Acc. Chem. Res. · 1996 · 29 · 20210.1021/ar9501582 ↗
53. Marks T. J. · Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1995 · 34 · 17310.1002/anie.199501551 ↗
54. Lin W. · J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1995 · 34 · 149910.1002/anie.199514991 ↗
55. Li D.-Q. · J. Am. Chem. Soc. · 1990 · 112 · 7390
56. Poled · Appl. Phys. Lett. · 2001 · 78 · 3138
57. Recently · J. Opt. Eng. Lett. · 2003 · 42 · 29810.1117/1.1536183 ↗
58. Abbotto A. · Org. Lett. · 2002 · 4 · 149810.1021/ol025703v ↗
59. Abbotto A. · Adv. Mater. · 2000 · 12 · 196710.1002/1521-4095(200012)12:24<1963::AID-ADMA1963>3.0.CO;2-S ↗
60. Bradamante S. · J. Phys. Org. Chem. · 1997 · 10 · 52410.1002/(SICI)1099-1395(199707)10:7<514::AID-POC897>3.0.CO;2-J ↗
61. He G. S. · Opt. Commun. · 1997 · 140 · 52
62. Facchetti A. · Polym. Prepr. · 2002 · 43 · 1293
63. Facchetti A. · Chem. Mater. · 2002 · 14 · 500510.1021/cm0205635 ↗
64. Malinsky J. E. · Adv. Mater. · 1999 · 11 · 23110.1002/(SICI)1521-4095(199903)11:3<227::AID-ADMA227>3.0.CO;2-3 ↗
65. Yitzchaik S. · J. Phys. Chem. · 1993 · 97 · 696010.1021/j100129a007 ↗
66. Katritzky A. R. · 1983
67. Joule J. A. · 1984
68. Note · 1984
69. Nijmeijer A. · J. Am. Ceram. Soc. · 2001 · 84 · 14010.1111/j.1151-2916.2001.tb00620.x ↗
70. Krongelb S. · Electrochem. Technol. · 1968 · 6 · 256
71. Als-Nielsen J. · Physica A · 1986 · 140 · 38910.1016/0378-4371(86)90244-X ↗
72. Braslau A. B. · Phys. Rev. A · 1988 · 38 · 245710.1103/PhysRevA.38.2457 ↗
73. Tidswell I. M. · Phys. Rev. B · 1990 · 41 · 112810.1103/PhysRevB.41.1111 ↗
74. Neutron Reflectivity · 1999
75. Tolan M. · 1999 · 14810.1007/BFb0112834 ↗
76. Lundquist P. M. · Appl. Phys. Lett. · 1994 · 64 · 219710.1063/1.111670 ↗
77. Roscoe S. B. · J. Langmuir · 1996 · 12 · 5349
78. Ma H. · Jen, A. K.-Y.; Dalton, L. R. Adv. Mater. · 2002 · 14 · 1365
79. Zotti G. · Synth. Met. · 1991 · 40 · 29910.1016/0379-6779(91)92071-O ↗
80. Zotti G. · Makromol. Chem. · 1990 · 36 · 337
81. Charton M. · Prog. Phys. Org. Chem. · 1981 · 3 · 11910.1002/9780470171929.ch3 ↗