论文摘要
近年来,π电子共轭的有机小分子和大分子材料已被广泛的应用于大平板全色显示和分子电子学器件领域。有机电致发光器件发展的关键问题是全彩色和稳定性,其中发光材料的进一步突破是解决这些关键问题的基础和前提。8-羟基喹啉铝（Alq3）作为一种最早被报道的电子传输和发光有机小分子材料,到目前为止仍然是小分子发光材料中最活跃的研究对象之一。人们一直期望通过化学修饰的方法来优化以Alq3为母体的有机分子材料的光学和电子结构性质。因此从理论上预测Alq3及其二氟取代衍生物以及五配位喹啉铝等重要发光体激发态的性质具有重要学术意义和应用价值。基于上述考虑,本文运用量子化学ab initio HF和密度泛函理论B3LYP方法对Alq3及其二氟取代衍生物以及五配位和六配位喹啉铝配合物进行了理论计算,在优化的几何构型基础上,用含时密度泛函方法（TD-DFT）和单激发组态相互作用方法（CIS）计算它们的吸收光谱和发射光谱,深入探讨了Alq3及其二氟取代衍生物以及五配位和六配位喹啉铝配合物的电子跃迁与光谱性质之间的关系。发现此类配合物的荧光发射源于8-羟基喹啉配体内的π→π*电子跃迁。据此,可以在配合物的8-羟基喹啉配体上进行取代来有效的调节发光波段,并且可以通过研究8-羟基喹啉配体的光谱性质来预料8-羟基喹啉铝类配合物的光谱性质,为探索发光材料的结构-性质间关系及相关实验研究提供了可靠的理论依据。具体研究内容及详细结论如下:（1）采用密度泛函理论（DFT）B3LYP/6-31G和从头算ab intio HF/6-31G方法,对Alq3及其二氟取代衍生物的电子结构与电子光谱性质进行了研究,并用CIS方法和TD-DFT方法对各衍生物的第一单重激发态进行了研究。研究结果表明,各配合物的电子跃迁主要发生在8-羟基喹啉配体之间的π→π*跃迁,其基态到激发态跃迁后构型的变化主要集中在配体c上。不同位置的二氟取代对Alq3的电子传输、吸收和荧光光谱等性质影响不同。苯酚环上6,7-二氟取代将使光谱发生蓝移,而5,6和5,7-二氟取代使光谱发生红移,其中,5,6和6,7-二氟取代对光谱的影响较小。另外,各位置的二氟取代均可较显著地使得LUMO轨道的能级降低,电子亲和势升高,有利于电子注入,但5,7二氟取代后配合物的电子重组能和空穴重组能显著增大,材料不稳定。因此,综合比较各因素的影响,Alq3在6,7位置吸电子基团取代配合物有望成为优良的电子材料。（2）采用DFT/B3LYP/6-31G和HF/6-31G方法,对5和6配位铝配合物的电子结构与电子光谱性质进行了研究,并用CIS方法和TD-DFT方法对各配合物的第一单重激发态进行了研究。研究结果表明,第二配体对配合物的几何构型变化起主要影响作用,另外,第二配体对配合物的垂直电离势也有较大的影响,这使得取代后的8-羟基铝配合物可作为器件的空穴阻挡材料以提高OLED器件的效率和寿命。对于调制光谱波长及性质来讲,研究表明喹啉配体4位的甲基取代是可以得到高效蓝光材料的一种有效方式,并能较明显的影响配合物的辐射寿命。
论文目录
相关论文文献
- [1].使用AlQ的高效率红色有机电致发光器件[J]. 电子科技大学学报 2008(05)
- [2].基于Alq∶DCJTI薄膜的光泵浦650nm微腔激光[J]. 发光学报 2015(09)