Abstract

Absorption spectra and second-harmonic generation of Langmuir–Blodgett monolayers containing a hemicyanine dye with a large second-order hyperpolarizability are reported. The dye is found to be in the form of H aggregates in a pure-dye film and mostly monomeric in a 1:4 dye–arachidic acid film. This observation explains a report in the literature that mixed dye–arachidic acid films display greater second-harmonic generation efficiency than a pure-dye film. It may also be a factor in the reported failure of second-harmonic generation to increase quadratically with the number of layers in noncentrosymmetric multilayer films.

© 1988 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Williams, Angew. Chem. Inst. Ed. Engl. 23, 690 (1984).
    [CrossRef]
  2. D. J. Williams, ed., ACS Symp. Ser. 233, 1983.
    [CrossRef]
  3. D. S. Chemal, J. Zyss, eds., Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals (Academic, New York, 1987).
  4. J. Zyss, J. Mol. Electron. 1, 25 (1985).
  5. G. L. Gaines, Insoluble Monolayers at Liquid–Gas Interfaces (Wiley-Interscience, New York, 1966).
  6. I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
    [CrossRef]
  7. D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
    [CrossRef]
  8. I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
    [CrossRef]
  9. L. M. Hayden, S. T. Kowel, Opt. Commun. 61, 351 (1987).
    [CrossRef]
  10. F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
    [CrossRef]
  11. J. Heesemann, J. Am. Chem. Soc. 102, 2167 (1980).
    [CrossRef]
  12. W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
    [CrossRef]
  13. J. L. Oudar, D. S. Chemla, J. Chem. Phys. 66, 2664 (1977).
    [CrossRef]

1987 (2)

1986 (1)

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

1985 (2)

J. Zyss, J. Mol. Electron. 1, 25 (1985).

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

1984 (2)

D. J. Williams, Angew. Chem. Inst. Ed. Engl. 23, 690 (1984).
[CrossRef]

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

1983 (2)

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

D. J. Williams, ed., ACS Symp. Ser. 233, 1983.
[CrossRef]

1980 (1)

J. Heesemann, J. Am. Chem. Soc. 102, 2167 (1980).
[CrossRef]

1977 (1)

J. L. Oudar, D. S. Chemla, J. Chem. Phys. 66, 2664 (1977).
[CrossRef]

Ahmad, M. M.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

Brown, P. E.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Cade, N. A.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Chemla, D. S.

J. L. Oudar, D. S. Chemla, J. Chem. Phys. 66, 2664 (1977).
[CrossRef]

Costa, S. B.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Cross, G. H.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Earls, J. D.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Feast, W. J.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

Gaines, G. L.

G. L. Gaines, Insoluble Monolayers at Liquid–Gas Interfaces (Wiley-Interscience, New York, 1966).

Girling, I. R.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Hayden, L. M.

L. M. Hayden, S. T. Kowel, Opt. Commun. 61, 351 (1987).
[CrossRef]

Heesemann, J.

J. Heesemann, J. Am. Chem. Soc. 102, 2167 (1980).
[CrossRef]

Jones, R. J.

Kajzar, F.

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

Kolinsky, P. V.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Kowel, S. T.

L. M. Hayden, S. T. Kowel, Opt. Commun. 61, 351 (1987).
[CrossRef]

Ledoux, I.

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

Messier, J.

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

Mooney, W. F.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Neal, D. B.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

Oudar, J. L.

J. L. Oudar, D. S. Chemla, J. Chem. Phys. 66, 2664 (1977).
[CrossRef]

Pedersen, L. G.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Peterson, I. R.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Petty, M. C.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

Roberts, G. G.

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, R. J. Jones, I. R. Peterson, M. M. Ahmad, D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, W. J. Feast, J. Opt. Soc. Am. B 4, 950 (1987).
[CrossRef]

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

Russell, J. C.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Whitten, D. G.

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

Williams, D. J.

D. J. Williams, Angew. Chem. Inst. Ed. Engl. 23, 690 (1984).
[CrossRef]

Zyss, J.

J. Zyss, J. Mol. Electron. 1, 25 (1985).

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

ACS Symp. Ser. (1)

D. J. Williams, ed., ACS Symp. Ser. 233, 1983.
[CrossRef]

Angew. Chem. Inst. Ed. Engl. (1)

D. J. Williams, Angew. Chem. Inst. Ed. Engl. 23, 690 (1984).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

D. B. Neal, M. C. Petty, G. G. Roberts, M. M. Ahmad, W. J. Feast, I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, I. R. Peterson, Electron. Lett. 22, 460 (1986).
[CrossRef]

J. Am. Chem. Soc. (2)

J. Heesemann, J. Am. Chem. Soc. 102, 2167 (1980).
[CrossRef]

W. F. Mooney, P. E. Brown, J. C. Russell, S. B. Costa, L. G. Pedersen, D. G. Whitten, J. Am. Chem. Soc. 106, 5659 (1984).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (1)

J. L. Oudar, D. S. Chemla, J. Chem. Phys. 66, 2664 (1977).
[CrossRef]

J. Mol. Electron. (1)

J. Zyss, J. Mol. Electron. 1, 25 (1985).

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Commun. (2)

L. M. Hayden, S. T. Kowel, Opt. Commun. 61, 351 (1987).
[CrossRef]

F. Kajzar, J. Messier, J. Zyss, I. Ledoux, Opt. Commun. 45, 133 (1983).
[CrossRef]

Thin Solid Films (1)

I. R. Girling, N. A. Cade, P. V. Kolinsky, J. D. Earls, G. H. Cross, I. R. Peterson, Thin Solid Films 132, 101 (1985).
[CrossRef]

Other (2)

G. L. Gaines, Insoluble Monolayers at Liquid–Gas Interfaces (Wiley-Interscience, New York, 1966).

D. S. Chemal, J. Zyss, eds., Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals (Academic, New York, 1987).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Structure of amphiphilic hemicyanine dye.

Fig. 2
Fig. 2

Absorption spectrum of hemicyanine dye in 5.1-μM chloroform solution.

Fig. 3
Fig. 3

Absorption spectrum of pure-dye film (solid line) and mixed 1:4 dye–arachidic acid film (dashed line).

Fig. 4
Fig. 4

SHG of a pure-dye film (dashed line) and a mixed 1:4 dye–arachidic acid film (solid line). Both the input beam at 1064 and the output beam at 532 nm are p polarized.

Metrics