有机发光材料的基础性研究

论文摘要

有机发光材料凭借其显著的发光特性和电荷能量转移能力激发了人们越来越多的兴趣。在近些年里,对有机发光材料的激发态特征和微观发光机制的研究成为了最具有活力的研究领域。不断增进准确性的量子化学方法被用来对共轭分子和聚合物进行应用.虽然在目前的研究水平获取非常准确的激发能的期望还不是很明显,但通过运算和分析建立起有机材料的理论模型还是非常有意义的。本文首先对2-（2’-羟基苯）苯噻唑（HBT）中分子内的氢键（IHB）和光诱导下的分子内质子和电荷转移进行理论上的观察。分子内的氢键引起了分子的平面化,这导致了最低未占据轨道能级（LUMO）和最高占据轨道（HOMO）态密度的改变。通过红外光谱对分子内氢键和分子内质子转移进行研究,发现了分子内氢键对于红外光谱和分子内质子转移动态学的影响。通过用二维和三维实空间分析法对HBT分子的激发态特征进行观察,揭示了当分子内质子转移发生时分子内电荷转移也同时发生。从三维跃迁密度得知烯醇的跃迁偶极距的方向与常态是相反的。烯醇和烯酮的电子转移方向是相反的,这是由于它们之间的跃迁偶极距的方向是相反的。其次对4氢—吡喃—4—硫酮（PT）分子的激发态特征用量子化学方法以及二维实空间分析法和三维立体实空间分析法加以研究。理论上的结果揭示1 （ n→π*）和1 Ag?（π→π*）激发态是分子内电荷转移（ICT）激发态,而1 Bu+（π→π*）激发态是离域激发态。它们的跃迁偶极矩的强度和方向用三维密度跃迁（TD）加以解释,用三维电荷密度差（CDD）观察分子间电荷转移（ICT）的激发态特征或局部激发态特征。用二维实空间分析法研究电子—空穴相关性,离域化和激子的尺寸。通过对HBT和PT分子的光诱导下激发态特征的研究为更为有效的有机发光材料的发展提供了理论上的指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 有机发光材料的研究背景和原理及意义
• 1.2.1 有机发光材料的研究背景
• 1.2.2 有机发光材料的发光原理
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 理论基础和计算方法
• 2.1 原子轨道和分子轨道基本概念
• 2.2 Hartree-Fock 方法
• 2.3 Hartree-Fock-Roothaan 方程
• 2.3.1 闭壳层HFR 方程
• 2.3.2 开壳层分子的HFR 方程
• 2.4 CI 计算方法
• 2.5 密度泛函理论（DFT）
• 2.6 含时密度泛函（TD-DFT）
• 2.7 实空间分析法
• 2.7.1 二维实空间分析法
• 2.7.2 三维实空间分析法
• 2.8 分子荧光的发生过程
• 2.8.1 分子的激发态——单线激发态和三线激发态
• 2.8.2 分子去活化过程及荧光的发生
• 2.8.3 荧光与分子结构的关系
• 2.9 激发态分子内质子和电荷转移机理
• 2.9.1 分子内电荷转移
• 2.9.2 分子内质子转移
• 第3章 ２－（２＇－羟基苯）苯噻唑分子内的氢键和光诱导下1111 的分子内质子和电荷转移
• 3.1 介绍
• 3.2 方法
• 3.3 结果和讨论
• 3.4 本章小结
• 1（n →π^*）,¹A_g^-（π → π*） 111111 和¹B_u⁺（π→π^*）等三种激发态特征'>第4章 4氢—吡喃—4—硫酮中的¹（n →π^*）,¹A_g^-（π → π*） 111111 和¹B_u⁺（π→π^*）等三种激发态特征
• 4.1 介绍
• 4.2 方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 攻读学位期间发表的学术论文