Review on Growth and Characterization of Nonlinear Optical Organometallic Thiocyanate Crystals

Combinations of an inorganic distorted polyhedron with asymmetric conjugate organic molecules yield the organometallic compounds. Among them, organic thiocyanate crystals have attracted a great deal of attention for nonlinear optical device applications. The bimetallic thiocyanates of the type AB(SCN)4 for example, ZnCd(SCN)4, ZnHg(SCN)4, MnHg(SCN)4, and CdHg(SCN)4 are extremely interesting for optoelectronic applications. This article highlights present knowledge on growth parameters, physicochemical properties and nonlinear optical properties of several organometallic thiocyanate crystals. The chemical property and physical stability of these materials are compared, and the best results based on the review were reported. Information about the parameters, which are necessary for crystal growth has been summarized

Chloridocobaltate(II) metal–organic cocrystal delivering intermolecular-charge transfer-enhanced passive optical limiting: A comprehensive study on structure–property relation

The structure–property relation of a novel metal–organic cocrystal piperazine-1,4-diium tetrachloridocobaltate(II) monohydrate (abbreviated as PCo) for third-order nonlinear optical applications is reported. The acid hydrolysis during pH optimization yielded anionic $$[\hbox {CoCl}_4]^{2-}$$ and cationic $$(\hbox {C}_{4}\hbox {H}_{12}\hbox {N}_{2})^{2+}$$ which together formed a stable chemical structure. The bulk single crystals were grown by slow solvent evaporation method with optimized solution pH of 3.5. Its response to the single-crystal X-ray diffraction confirmed PCo belongs to the monoclinic ($$P2_1/c$$) crystal system. Investigated thermal, mechanical, linear absorption and emission properties show the suitability of PCo for optoelectronic device applications. The calculated molecular interaction energy at B3LYP/6-31G(p,d) level reveals the possibility of noncovalent intermolecular charge transfer via$${\hbox {N}- \hbox {H}\cdots \hbox {Cl}}$$, $${\hbox {N}-\hbox {H}\cdots \hbox {O}}$$ and $${\hbox {O}-\hbox {H}\cdots \hbox {Cl}}$$ types of interactions. Rich availability of polarizable electronegative interactions between radicals upon laser stimuli enhanced nonlinear optical property in PCo cocrystal. The magnitude of third-order nonlinear optical susceptibility ($$\chi ^{(3)}$$), nonlinear refractive index ($$n_2$$) and nonlinear absorption coefficient ($$\beta$$) of PCo cocrystal under continuous-wave laser excitation were found to be $$(9.32\pm 0.01)\times 10^{-6}$$ esu, $$(1.22\pm 0.006)\times 10^{-8}\,\mathrm{cm}^2\mathrm{W}^{-1}$$ and $$(1.43\pm 0.001)\times 10^{-4}\,\mathrm{cmW}^{-1}$$, respectively. The excited state-assisted sequential two-photon absorption responsible for optical limiting is demonstrated by measuring the $$\beta$$ at different intensities of nanosecond pulsed laser excitations. Superior physicochemical properties with a low optical limiting threshold for both nanosecond pulsed and CW laser irradiance ($$(1.44\pm 0.02)\times 10^{12} \hbox { Wm}^{-2}$$ and $$(0.365\pm 0.02)\times 10^{3} \hbox { Wcm}^{-2}$$, respectively) promote the PCo cocrystal as a promising candidate for optical limiting application

Вирощування та характеристика монокристалів саліцилату бензимідазолію для нелінійних оптичних досліджень та антибактеріальної дії

Organic non-linear optical Benzimidazolium salicylate (BISA) single crystals have been harvested from methanol solution by slow evaporation method. The grown crystals belong to the monoclinic crystal system with space group P21/c. Good crystalline nature of grown BISA crystal was confirmed by PXRD. The FTIR spectrum analysis affirms the presence of functional groups in BISA crystal. From the UV‒Vis-Absorption spectrum, the lower cut-off wavelength (356 nm) and its energy band gap and linear refractive index were calculated. Luminescence spectrum was recorded to explore the emission peak at 426 nm. The mechanical strength of BISA crystal was determined by Vickers microhardness tester and mechanical parameters like C11, Hk, Kc, and Bi were calculated for the first time. Dielectric properties of grown crystals were systematically investigated for different temperatures. Further, electronic polarizability (α) were calculated using Penn analysis and Clausius‒Mossotti equation. Z‒scan measurement was taken to explore the third-order NLO properties of BISA crystal. For the first attempt, the BISA crystals were tested against five human pathogenic bacterial, i.e. Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Shigella flexneri, Vibrio cholerae, and Klebsiella pneumoniae. Existing results established that Benzimidazolium salicylate crystals might find useful applications in nonlinear optics and antimicrobial field.Органічні нелінійні оптичні моноцитрали саліцилату бензимідазолію (BISA) отримували з розчину метанолу методом повільного випаровування. Вирощені кристали належать до моноклінної кристалічної системи з просторовою групою P21/c. Чітка кристалічна природа вирощеного кристалу BISA підтверджена PXRD. FTIR спектральний аналіз свідчить про наявність функціональних груп у кристалі BISA. Зі спектрів УФ ‒ видимого діапазону поглинання розраховано нижню граничну довжину хвилі (356 нм), ширину забороненої зони та лінійний показник заломлення. Спектр люмінесценції реєстрували при дослідження піку випромінювання при 426 нм. Механічну міцність кристалу BISA визначено за допомогою тестера мікротвердості Віккерса і вперше розраховано такі механічні параметри, як C11, Hk, Kc, and Bi. Діелектричні властивості вирощених кристалів систематично досліджували при різних температурах. Крім того, електронну поляризацію (α) розраховано за допомогою аналізу Пенна та рівняння Клаузіуса ‒ Моссотті. Для вимірювання властивостей третього порядку NLO кристалу BISA застосовано Z ‒ сканування. Вперше кристали BISA тестували на п'ять патогенних для людини бактерій, таких як Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Shigella flexneri, Vibrio cholerae, and Klebsiella pneumoniae. Отримані результати показали, що кристали саліцилату бензимідазолію можуть знайти корисне застосування в нелінійній оптиці та антимікробній галузі