本文主要研究内容
作者段璎宸（2019）在《具有AIE及TADF性质的含杂环有机小分子光物理性质的理论研究》一文中研究指出：有机发光二极管（OLED）因其色彩鲜艳、轻薄便携而在显示、照明等领域具有良好的应用前景。有机发光材料作为OLED的核心组成部分,吸引了众多研究者的目光。在目前能源、环境问题的压力下,寻求污染少、效率高的发光材料成为了人们的共识,因此具有聚集诱导发光（AIE）和热活化延迟荧光（TADF）的纯有机材料成为了研究热点。其中AIE材料主要通过在聚集状态下抑制非辐射进程来提高效率,TADF材料通过三重态激子到单重态激子的反系间窜越来提高激子利用率,从而提升效率。通过基于量子力学和分子力学的计算模拟,可以更深入地了解这两种发光现象,合理指导实验分子的合成。本论文通过使用密度泛函理论和含时密度泛函理论计算了一系列AIE和TADF分子的基态和激发态的几何和电子结构以及影响激发态非辐射速率的参数等,对一些典型基团及一些给受体组合形式在发光效率方面的影响进行了机理上的深入分析论证,并从结构-性能关系出发进行了分子设计。具体研究内容如下:1.对于实验上报道的AIE分子P4TA,我们用量子力学结合分子力学（QM/MM）方法详细研究了聚集对其结构和光谱性质的巨大影响。我们还集中对比研究了孤立分子以及在水中和晶体状态下聚集分子的光电性质,包括基态和激发态下的几何和电子结构、发光和内转换性质。对于聚集态,我们用分子间相互作用来解释不同晶型在结构和发光颜色及强度方面的不同。我们认为P4TA孤立分子中四个苯环的扭转振动在低频区域对黄昆因子和重组能的显著贡献以及S0态和S1态可能的势能面交叉是其AIE现象的原因。同时我们还模拟了水中的分子聚集过程来帮助我们对P4TA分子的AIE行为有更深入的理解,这也为理论上探索AIE现象提供了另一种方式。2.我们基于密度泛函/含时密度泛函方法对一系列含有吩恶嗪或咔唑给体和三苯三嗪或二苯三嗪受体的有机小分子进行了计算,探究了这些结构相似的分子最终倾向于不同发光类型的原因。通过深入分析它们几何和电子结构差异,发现结构,尤其是给受体二面角,是决定单三态能隙和激发态性质的根本原因。对自然跃迁轨道的电子-空穴对以及关键杂原子（N）对不同分子轨道的贡献的研究揭示了激发到单重和三重激发态时的不同跃迁过程,解释了激发态有不同能级分布的原因,确认了哪些激发态间具有更有利的系间窜越。对自旋轨道耦合和重组能的计算展示了分子不同发光类型的效率。同时,我们还通过加入甲基来增大位阻的方式对其中的磷光和瞬时荧光分子进行了修饰,使其给受体从平面向垂直关系转化,理论上筛选出了具有延迟荧光特征的分子,并进行了实验验证。3.我们用量子化学计算结合分子动力学模拟的方法研究了同时具有AIE和TADF特性的邻碳硼烷衍生物1和2,分析了它们具有TADF的原因,还以分子1为例通过模拟不同状态下的聚集过程探究了其AIE现象,详细比较了晶体中、水中和薄膜中聚集的分子与孤立分子的光物理性质。结果表明,分别占据在给体和受体上的HOMO和LUMO轨道重叠极少,导致了有利于TADF特征的小的单三态能隙。对于AIE现象,所有聚集状态下分子S1态与S0态间给受体上的结构弛豫与孤立分子相比都极小,能够明显减少能量耗散并增强发光效率。此外,对于孤立分子,我们推测邻碳硼烷基团会有助于给体和受体单元的自由旋转,可能对其AIE有帮助。基于1和2,我们用含有更低LUMO能级的吸电子基团替换原有受体单元的方法设计了3-6,以获得红光发射的此类材料。计算结果支持了我们的设计思路,3-6不仅为红光发射,而且也具有TADF和薄膜中的AIE性质。
Abstract
you ji fa guang er ji guan （OLED）yin ji se cai xian yan 、qing bao bian xie er zai xian shi 、zhao ming deng ling yu ju you liang hao de ying yong qian jing 。you ji fa guang cai liao zuo wei OLEDde he xin zu cheng bu fen ,xi yin le zhong duo yan jiu zhe de mu guang 。zai mu qian neng yuan 、huan jing wen ti de ya li xia ,xun qiu wu ran shao 、xiao lv gao de fa guang cai liao cheng wei le ren men de gong shi ,yin ci ju you ju ji you dao fa guang （AIE）he re huo hua yan chi ying guang （TADF）de chun you ji cai liao cheng wei le yan jiu re dian 。ji zhong AIEcai liao zhu yao tong guo zai ju ji zhuang tai xia yi zhi fei fu she jin cheng lai di gao xiao lv ,TADFcai liao tong guo san chong tai ji zi dao chan chong tai ji zi de fan ji jian cuan yue lai di gao ji zi li yong lv ,cong er di sheng xiao lv 。tong guo ji yu liang zi li xue he fen zi li xue de ji suan mo ni ,ke yi geng shen ru de le jie zhe liang chong fa guang xian xiang ,ge li zhi dao shi yan fen zi de ge cheng 。ben lun wen tong guo shi yong mi du fan han li lun he han shi mi du fan han li lun ji suan le yi ji lie AIEhe TADFfen zi de ji tai he ji fa tai de ji he he dian zi jie gou yi ji ying xiang ji fa tai fei fu she su lv de can shu deng ,dui yi xie dian xing ji tuan ji yi xie gei shou ti zu ge xing shi zai fa guang xiao lv fang mian de ying xiang jin hang le ji li shang de shen ru fen xi lun zheng ,bing cong jie gou -xing neng guan ji chu fa jin hang le fen zi she ji 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :1.dui yu shi yan shang bao dao de AIEfen zi P4TA,wo men yong liang zi li xue jie ge fen zi li xue （QM/MM）fang fa xiang xi yan jiu le ju ji dui ji jie gou he guang pu xing zhi de ju da ying xiang 。wo men hai ji zhong dui bi yan jiu le gu li fen zi yi ji zai shui zhong he jing ti zhuang tai xia ju ji fen zi de guang dian xing zhi ,bao gua ji tai he ji fa tai xia de ji he he dian zi jie gou 、fa guang he nei zhuai huan xing zhi 。dui yu ju ji tai ,wo men yong fen zi jian xiang hu zuo yong lai jie shi bu tong jing xing zai jie gou he fa guang yan se ji jiang du fang mian de bu tong 。wo men ren wei P4TAgu li fen zi zhong si ge ben huan de niu zhuai zhen dong zai di pin ou yu dui huang kun yin zi he chong zu neng de xian zhe gong suo yi ji S0tai he S1tai ke neng de shi neng mian jiao cha shi ji AIExian xiang de yuan yin 。tong shi wo men hai mo ni le shui zhong de fen zi ju ji guo cheng lai bang zhu wo men dui P4TAfen zi de AIEhang wei you geng shen ru de li jie ,zhe ye wei li lun shang tan suo AIExian xiang di gong le ling yi chong fang shi 。2.wo men ji yu mi du fan han /han shi mi du fan han fang fa dui yi ji lie han you fen e qin huo ka zuo gei ti he san ben san qin huo er ben san qin shou ti de you ji xiao fen zi jin hang le ji suan ,tan jiu le zhe xie jie gou xiang shi de fen zi zui zhong qing xiang yu bu tong fa guang lei xing de yuan yin 。tong guo shen ru fen xi ta men ji he he dian zi jie gou cha yi ,fa xian jie gou ,you ji shi gei shou ti er mian jiao ,shi jue ding chan san tai neng xi he ji fa tai xing zhi de gen ben yuan yin 。dui zi ran yue qian gui dao de dian zi -kong xue dui yi ji guan jian za yuan zi （N）dui bu tong fen zi gui dao de gong suo de yan jiu jie shi le ji fa dao chan chong he san chong ji fa tai shi de bu tong yue qian guo cheng ,jie shi le ji fa tai you bu tong neng ji fen bu de yuan yin ,que ren le na xie ji fa tai jian ju you geng you li de ji jian cuan yue 。dui zi xuan gui dao ou ge he chong zu neng de ji suan zhan shi le fen zi bu tong fa guang lei xing de xiao lv 。tong shi ,wo men hai tong guo jia ru jia ji lai zeng da wei zu de fang shi dui ji zhong de lin guang he shun shi ying guang fen zi jin hang le xiu shi ,shi ji gei shou ti cong ping mian xiang chui zhi guan ji zhuai hua ,li lun shang shai shua chu le ju you yan chi ying guang te zheng de fen zi ,bing jin hang le shi yan yan zheng 。3.wo men yong liang zi hua xue ji suan jie ge fen zi dong li xue mo ni de fang fa yan jiu le tong shi ju you AIEhe TADFte xing de lin tan peng wan yan sheng wu 1he 2,fen xi le ta men ju you TADFde yuan yin ,hai yi fen zi 1wei li tong guo mo ni bu tong zhuang tai xia de ju ji guo cheng tan jiu le ji AIExian xiang ,xiang xi bi jiao le jing ti zhong 、shui zhong he bao mo zhong ju ji de fen zi yu gu li fen zi de guang wu li xing zhi 。jie guo biao ming ,fen bie zhan ju zai gei ti he shou ti shang de HOMOhe LUMOgui dao chong die ji shao ,dao zhi le you li yu TADFte zheng de xiao de chan san tai neng xi 。dui yu AIExian xiang ,suo you ju ji zhuang tai xia fen zi S1tai yu S0tai jian gei shou ti shang de jie gou chi yu yu gu li fen zi xiang bi dou ji xiao ,neng gou ming xian jian shao neng liang hao san bing zeng jiang fa guang xiao lv 。ci wai ,dui yu gu li fen zi ,wo men tui ce lin tan peng wan ji tuan hui you zhu yu gei ti he shou ti chan yuan de zi you xuan zhuai ,ke neng dui ji AIEyou bang zhu 。ji yu 1he 2,wo men yong han you geng di LUMOneng ji de xi dian zi ji tuan ti huan yuan you shou ti chan yuan de fang fa she ji le 3-6,yi huo de gong guang fa she de ci lei cai liao 。ji suan jie guo zhi chi le wo men de she ji sai lu ,3-6bu jin wei gong guang fa she ,er ju ye ju you TADFhe bao mo zhong de AIExing zhi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北师范大学的段璎宸，发表于刊物东北师范大学2019-07-08论文，是一篇关于有机发光二极管论文,聚集诱导发光论文,热活化延迟荧光论文,分子动力学论文,东北师范大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北师范大学2019-07-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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