JPH01124834A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
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- JPH01124834A JPH01124834A JP28222187A JP28222187A JPH01124834A JP H01124834 A JPH01124834 A JP H01124834A JP 28222187 A JP28222187 A JP 28222187A JP 28222187 A JP28222187 A JP 28222187A JP H01124834 A JPH01124834 A JP H01124834A
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- nonlinear optical
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/361—Organic materials
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pyridine Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、大きな元弁線形効果を有する有機元非線形元
学材料に関する。
学材料に関する。
(従来の技術)
従来、この棟の材料は、訪電体結晶例えばLiN1)O
3等が代表的でるるか、非線形光学効果を発現するため
には、非常に大きなパワーの光源が必要であり、半導体
レーザのような低出力の光源を用いて自由に非線形光学
効果を発現することができないという欠点があった〇一
方、大きな非線形光学効果t−有する有機材料として例
えば、2−メチル−4−ニトロアニリン(以下MNAと
略記する)のような化合物が知られていた。
3等が代表的でるるか、非線形光学効果を発現するため
には、非常に大きなパワーの光源が必要であり、半導体
レーザのような低出力の光源を用いて自由に非線形光学
効果を発現することができないという欠点があった〇一
方、大きな非線形光学効果t−有する有機材料として例
えば、2−メチル−4−ニトロアニリン(以下MNAと
略記する)のような化合物が知られていた。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、大きなバルク単結晶を融液から得ようと
した場合、MNAなど従来から仰られていた材料では熱
分解などによって大きな単結晶を得ることが難しく、ま
たMNAよりも更に大きい非線形光学効果を有する材料
の開発が望まれていた。
した場合、MNAなど従来から仰られていた材料では熱
分解などによって大きな単結晶を得ることが難しく、ま
たMNAよりも更に大きい非線形光学効果を有する材料
の開発が望まれていた。
本発明は、これら従来材料の欠点全解決するために提案
された化合物群で6り、その目的は光通信、元情報処理
分野における非線形光学効果を応用したデバイス用材料
を提供することにある。
された化合物群で6り、その目的は光通信、元情報処理
分野における非線形光学効果を応用したデバイス用材料
を提供することにある。
(問題点を解決する手段)
本発明を概説すれば、本発明は有機非線形光学材料に関
する発明であって、有機化合物系非線形光学材−科にお
いて該有機化合物が、下記−般式I: 、h (式中Xはビシクロ環あるいはトリシクロ環を示シ、電
はベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環などのに共役
系芳香環を示す)で表わされる化合物であることt特徴
とする。
する発明であって、有機化合物系非線形光学材−科にお
いて該有機化合物が、下記−般式I: 、h (式中Xはビシクロ環あるいはトリシクロ環を示シ、電
はベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環などのに共役
系芳香環を示す)で表わされる化合物であることt特徴
とする。
本発明による有機元弁線形光学材料は、元弁線形効果を
もたらすπ共役系に結合したドナー、アクセプターのう
ち、ドナーがかさ高なビシクロ環、あるいはトリシクロ
環で構成されているため、アミ7基窒素に結合する水素
に基づく水素結合効果と併せ、反転対称社の結晶構造と
なることなく尖きい二次の非線形光学効♂−現す△ ることが可能となっている。
もたらすπ共役系に結合したドナー、アクセプターのう
ち、ドナーがかさ高なビシクロ環、あるいはトリシクロ
環で構成されているため、アミ7基窒素に結合する水素
に基づく水素結合効果と併せ、反転対称社の結晶構造と
なることなく尖きい二次の非線形光学効♂−現す△ ることが可能となっている。
のビシクロ環、トリシクロ環である。通常はこれらビシ
クロ環、トリシクロ環のアミン化合物を原料として目的
とする有機光非線形光学材料を得ることができる。また
、これらシクロ環のアミン部位以外の位置への置換基の
導入は、得られた結晶に反転対称構造金4たらさない限
りにおいては、無置換の場合同様良好な効果を与える。
クロ環、トリシクロ環のアミン化合物を原料として目的
とする有機光非線形光学材料を得ることができる。また
、これらシクロ環のアミン部位以外の位置への置換基の
導入は、得られた結晶に反転対称構造金4たらさない限
りにおいては、無置換の場合同様良好な効果を与える。
この様な置換基としてはメチル基などのアルキル基、゛
メトキシ基などのアルコキシ基、水酸基、ハロゲンなど
がるる。更に、tで示されるベンゼン環、ピリジン環、
ピリミジン環などのt共役系芳香環のニトロ部位、アミ
ン部位以外の位置への置換基の導入によって、更に大き
い非線形光学効果を得ると共に、結晶性の一層の向上を
図ることも可能でるる。そのような置換基としてはクロ
ルなどの/10ゲン類、アセトアミド基、水酸基のよう
な水素結合性置換基、メチル基、メトキシ基の様なアル
キル基、アルコキシ基が挙げられる。
メトキシ基などのアルコキシ基、水酸基、ハロゲンなど
がるる。更に、tで示されるベンゼン環、ピリジン環、
ピリミジン環などのt共役系芳香環のニトロ部位、アミ
ン部位以外の位置への置換基の導入によって、更に大き
い非線形光学効果を得ると共に、結晶性の一層の向上を
図ることも可能でるる。そのような置換基としてはクロ
ルなどの/10ゲン類、アセトアミド基、水酸基のよう
な水素結合性置換基、メチル基、メトキシ基の様なアル
キル基、アルコキシ基が挙げられる。
一方、大きな単結晶の育成が報告されているブリッジマ
ン法は、融液からの単結晶育成法であり、本発明の2−
アダマンクンアミノ−5−二トロビリジン(以下AAN
Pと略記する)にもこの方法が適用できる。実際に以下
に示すような工程によりAANPの単結晶を育成した。
ン法は、融液からの単結晶育成法であり、本発明の2−
アダマンクンアミノ−5−二トロビリジン(以下AAN
Pと略記する)にもこの方法が適用できる。実際に以下
に示すような工程によりAANPの単結晶を育成した。
第1図に示すのは、本発明におけるAANPの単結晶育
成炉の断面概略図である。1は炉心管、2は上部ヒータ
、3は下部ヒータ、4は結晶育成ガラスアンプル、5は
AANPの単結晶部、6はAANPの融液部、7は4を
下降させるための結晶引き下げ系である。
成炉の断面概略図である。1は炉心管、2は上部ヒータ
、3は下部ヒータ、4は結晶育成ガラスアンプル、5は
AANPの単結晶部、6はAANPの融液部、7は4を
下降させるための結晶引き下げ系である。
以下、前記一般式lで表わされる化合物の製造例を具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
製造例12−アダマンタンアミノ゛−5−二トロピリジ
ン(AANP )の合成 2−クロロ−5−ニトロピリジン10 mmolと1−
アダマンタンアミン11 mmol f ) ’)エ
チルアミンに浴解し、窒素雰囲気下で一昼夜加熱還流を
行って反応物を得る。反応液を室温まで冷却し、生成物
を完全に析出させた後、これをろ別し、冷エタノールに
て洗浄全行った。ぺンゼンを用いて再結晶し、粒状結晶
を得た〇製造例2 4−(5−ノルアダマンタンアミノ
)ニトロベンゼン(以下NAANBと略 記する)の合成 4−クロロニトロベンゼン10 mmol と3−ノ
ルアダマンタンアミン11 m!1101 をジメチル
スルホキシドに溶解し、炭酸カリウム存在下で一昼夜加
熱還流を行って反応物を得る。製造例1と同様に1冷却
、洗浄後ベンゼンを用いて再結晶を行い粒状結晶を得た
。
ン(AANP )の合成 2−クロロ−5−ニトロピリジン10 mmolと1−
アダマンタンアミン11 mmol f ) ’)エ
チルアミンに浴解し、窒素雰囲気下で一昼夜加熱還流を
行って反応物を得る。反応液を室温まで冷却し、生成物
を完全に析出させた後、これをろ別し、冷エタノールに
て洗浄全行った。ぺンゼンを用いて再結晶し、粒状結晶
を得た〇製造例2 4−(5−ノルアダマンタンアミノ
)ニトロベンゼン(以下NAANBと略 記する)の合成 4−クロロニトロベンゼン10 mmol と3−ノ
ルアダマンタンアミン11 m!1101 をジメチル
スルホキシドに溶解し、炭酸カリウム存在下で一昼夜加
熱還流を行って反応物を得る。製造例1と同様に1冷却
、洗浄後ベンゼンを用いて再結晶を行い粒状結晶を得た
。
製造例3〜5
製造例1と同様に、3−ノルアダマンタンアミン、2−
アダマンタンアミンーハイドロクロラ゛イド、2−ノル
ボルナンアミン−ハイドロクロライドを原料として、対
応するアミノニトロピリジン(各kNAANP、2AA
NP、NANPと略記する)を合成し、結晶を得た0 製造例6 製造例2と同様に、1−アダマンタンアミンt−[科と
して、対応するアミノニトロベンゼン(AANBと略記
する)t−合成し、結晶を得た。
アダマンタンアミンーハイドロクロラ゛イド、2−ノル
ボルナンアミン−ハイドロクロライドを原料として、対
応するアミノニトロピリジン(各kNAANP、2AA
NP、NANPと略記する)を合成し、結晶を得た0 製造例6 製造例2と同様に、1−アダマンタンアミンt−[科と
して、対応するアミノニトロベンゼン(AANBと略記
する)t−合成し、結晶を得た。
製造例72−アダマンタンアミノ−5−二トロビリミジ
ン(AANPYと略記する)の合成 製造例1において、2−クロロ−5−ニトロピリジンの
代わりに2−クロロ−5−ニトロピリミジンを用いたほ
かは製造例1と同様の方法によって、AANPYを合属
し、結晶を得た。
ン(AANPYと略記する)の合成 製造例1において、2−クロロ−5−ニトロピリジンの
代わりに2−クロロ−5−ニトロピリミジンを用いたほ
かは製造例1と同様の方法によって、AANPYを合属
し、結晶を得た。
製造例8〜9
2−/ロウ−4−ニトロアニリンと2−クロロノルボル
ナン’1NaOH存在下でアセトン中で加熱還流を行っ
たほかは製造例2と同様の方法によって、3−クロロ−
4−ノルボルナンアミノニトロベンゼン(CNANBと
略記する)全会成し、結晶を得た。
ナン’1NaOH存在下でアセトン中で加熱還流を行っ
たほかは製造例2と同様の方法によって、3−クロロ−
4−ノルボルナンアミノニトロベンゼン(CNANBと
略記する)全会成し、結晶を得た。
また、同様の方法によって1−クロロアダマンタンを用
いて、3−クロロ−4−アダマンタンアミノニトロベン
ゼン(CAANBと略記スル)上台成し、結晶を得た。
いて、3−クロロ−4−アダマンタンアミノニトロベン
ゼン(CAANBと略記スル)上台成し、結晶を得た。
(実施N)
以下、本発明を実施レリにより、史に具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない0 実施例1〜9 製造例1〜9で得られた化合物について非線形光学%性
を測定した。非線形光学効果の大きさは、以下に記載す
るようにクルツ(Kurtz )らによって確立された
パウダー法を用いた。基本波波長1.06 AmのNd
:YAGレーザ(IOHs?。
が、本発明はこれら実施例に限定されない0 実施例1〜9 製造例1〜9で得られた化合物について非線形光学%性
を測定した。非線形光学効果の大きさは、以下に記載す
るようにクルツ(Kurtz )らによって確立された
パウダー法を用いた。基本波波長1.06 AmのNd
:YAGレーザ(IOHs?。
50 MW/cm” ) f光源とし、可視光をカット
したのち、レンズで集光したビームを微結晶粉末試料に
照射する。試料より放射された元をXRカットフィルタ
及びモノクロメータを通し、発生する第二′?161m
波(8HG)の強度金7オトマルで検出した。結果は、
標準試料である尿素の微結晶粉末試料における8HG強
度に対する比で評価した。結果を下記の表1に示す。な
お、比較例として、MNAの結果を併記した。
したのち、レンズで集光したビームを微結晶粉末試料に
照射する。試料より放射された元をXRカットフィルタ
及びモノクロメータを通し、発生する第二′?161m
波(8HG)の強度金7オトマルで検出した。結果は、
標準試料である尿素の微結晶粉末試料における8HG強
度に対する比で評価した。結果を下記の表1に示す。な
お、比較例として、MNAの結果を併記した。
表1 8HG測定結果
SHG強匿は表1に示す様にAAN Pは泳索比200
倍という大きい値であシ、このほか2AANPでも18
0倍、CAANBで160倍、NAANPで150倍、
AANPYで90倍、CNANBで60倍、AANBで
50倍、NAANBが45倍というように、MNAに比
べはるかに大きい値が得られている。
倍という大きい値であシ、このほか2AANPでも18
0倍、CAANBで160倍、NAANPで150倍、
AANPYで90倍、CNANBで60倍、AANBで
50倍、NAANBが45倍というように、MNAに比
べはるかに大きい値が得られている。
実施例10
第1図に示した装置を用い、以下の様にしてAANPの
単結晶を得た。第1図における2のヒータはAANPの
融点(165℃)より10℃高い175±1℃に設定し
、3のヒータは融点よシ20℃低い145±1℃に設定
した。まず始めに、4の結晶育成ガラスアンプルt−製
作し、このアンプル中にAANP 10 f iil素
雰囲気下で封入した。このアンプル’kb第1図の結晶
育成炉中t1■/ hrでゆつくシ下降させた。次に、
4t−ヒータ3の位置で一旦止め、5 C/hrで室温
までゆつくり冷却し、結晶七収9出した◎はぼ、管全体
で単結晶が育成されており、大きさは直径15■、長さ
30■のAANP単結晶であった〇 この単結晶の熱的な安定性、特に融点以上に加温した場
合の構造変化t−IR,NMRにより満ぺた。融点16
5℃より20℃高い温度でAANP t−24時間放置
したが、構造上の変化はなかった。これに対し、MNA
の場合、融点131℃より20℃高い温度で24時間放
置したところ、融液が黒褐色に変化しておシ、構造上の
変化が生じていた。以上のことから、 AANPはMN
Aよシ熱的に安定でおることがわかった。
単結晶を得た。第1図における2のヒータはAANPの
融点(165℃)より10℃高い175±1℃に設定し
、3のヒータは融点よシ20℃低い145±1℃に設定
した。まず始めに、4の結晶育成ガラスアンプルt−製
作し、このアンプル中にAANP 10 f iil素
雰囲気下で封入した。このアンプル’kb第1図の結晶
育成炉中t1■/ hrでゆつくシ下降させた。次に、
4t−ヒータ3の位置で一旦止め、5 C/hrで室温
までゆつくり冷却し、結晶七収9出した◎はぼ、管全体
で単結晶が育成されており、大きさは直径15■、長さ
30■のAANP単結晶であった〇 この単結晶の熱的な安定性、特に融点以上に加温した場
合の構造変化t−IR,NMRにより満ぺた。融点16
5℃より20℃高い温度でAANP t−24時間放置
したが、構造上の変化はなかった。これに対し、MNA
の場合、融点131℃より20℃高い温度で24時間放
置したところ、融液が黒褐色に変化しておシ、構造上の
変化が生じていた。以上のことから、 AANPはMN
Aよシ熱的に安定でおることがわかった。
本発明による他の有機元弁線形光学材料についても同様
に大きなバルク結晶が得られる順向がめった。
に大きなバルク結晶が得られる順向がめった。
また、本発明による有機非線形光学材料詳は、溶媒から
の再結晶法によっても大型バルク結晶が得られると共に
、通常の真空蒸着法による薄膜形成が容易な材料である
ことがわかった。
の再結晶法によっても大型バルク結晶が得られると共に
、通常の真空蒸着法による薄膜形成が容易な材料である
ことがわかった。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明による化合物群は、非線形
光学効果が大きく、シかも大きなバルク結晶が得られる
ことから、非腺形光学効果を応用したデバイス、例えば
波長変換素子、光変調器、元スイッチ、更には光双安定
素子等を構築する上での重要な材料となpうる利点があ
る0
光学効果が大きく、シかも大きなバルク結晶が得られる
ことから、非腺形光学効果を応用したデバイス、例えば
波長変換素子、光変調器、元スイッチ、更には光双安定
素子等を構築する上での重要な材料となpうる利点があ
る0
第1図は、本発明においてAANPの単結晶を育成する
装置の#面概略図でめる0 1:炉心管、2:上部ヒータ、3:下部ヒータ、4:結
晶育成ガラスアンプル、 5 : AANPの単結晶部
、6 : AANPの融敵部、7:結晶引き下げ系 特許出願人 日本電信電話株式会社
装置の#面概略図でめる0 1:炉心管、2:上部ヒータ、3:下部ヒータ、4:結
晶育成ガラスアンプル、 5 : AANPの単結晶部
、6 : AANPの融敵部、7:結晶引き下げ系 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、有機化合物系非線形光学材料において、該有機化合
物が下記一般式 I : ▲数式、化学式、表等があります▼…〔 I 〕 (式中Xはビシクロ環あるいはトリシクロ環を示し、x
はz共役系芳香環を示す)で表わされる化合物であるこ
とを特徴とする有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28222187A JPH071360B2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28222187A JPH071360B2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 有機非線形光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01124834A true JPH01124834A (ja) | 1989-05-17 |
| JPH071360B2 JPH071360B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17649635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28222187A Expired - Lifetime JPH071360B2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071360B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981756A (en) * | 1996-11-15 | 1999-11-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Deuterated 2-adamantylamino-5-nitropyridine, organic nonlinear optical material containing the compound, and production method of the compound |
| WO2021263164A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores comprising a diamondoid group |
-
1987
- 1987-11-10 JP JP28222187A patent/JPH071360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981756A (en) * | 1996-11-15 | 1999-11-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Deuterated 2-adamantylamino-5-nitropyridine, organic nonlinear optical material containing the compound, and production method of the compound |
| WO2021263164A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores comprising a diamondoid group |
| CN115996920A (zh) * | 2020-06-25 | 2023-04-21 | 光波逻辑有限公司 | 包含类金刚烷基团的非线性光学发色团 |
| US11921401B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-03-05 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores having a diamondoid group attached thereto, methods of preparing the same, and uses thereof |
| US12228840B2 (en) | 2020-06-25 | 2025-02-18 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores having a diamondoid group attached thereto, methods of preparing the same, and uses thereof |
| US12259633B2 (en) | 2020-06-25 | 2025-03-25 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores having a diamondoid group attached thereto, methods of preparing the same, and uses thereof |
| US12498617B2 (en) | 2020-06-25 | 2025-12-16 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores having a diamondoid group attached thereto, methods of preparing the same, and uses thereof |
| EP4660695A3 (en) * | 2020-06-25 | 2025-12-24 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores comprising a diamondoid group |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071360B2 (ja) | 1995-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |