8-羟基喹啉类金属配合物的电子光谱理论研究

论文摘要

在众多的有机电致发光材料中，8-羟基喹啉金属配合物具有易实现大屏幕显示和稳定性好等优点，成为有机电致发光材料领域的研究热点，尤其是8-羟基喹啉锂（Liq），作为一种优良的蓝光材料吸引了众多科研工作者的注意，但研究多侧重于通过引入取代基改变其发光性能，而对于取代基和取代位置对Liq电子光谱的影响并没有系统研究，对于双Liq的研究更属空白。本文主要应用Materials Studio软件中的VAMP模块和Gaussian软件中的密度泛函和含时密度泛函对3种同性质的取代基接在喹啉环上不同取代位置所产生的3种Liq的衍生物进行基态结构、激发态结构，前线分子轨道和电子光谱进行算。计算结果表明，引入取代基可有效的改变发光波段，性质相同的取代基在不同的取代位置会对电子光谱产生不同的影响。接在苯酚环上的吸电子基使电子光谱蓝移，接在吡啶环上的吸电子基使电子光谱红移。为了研究取代基推／吸电子性能对电子光谱的影响，本文分别对4种性质各异的取代基接在Liq最容易接取代基的“五位”上所形成的四个衍生物进行计算。计算结果表明，当取代位置相同时，不同取代基对Liq的电子光谱产生不同的影响。“五位”上的吸电子基使电子光谱蓝移，而“五位”上的推电子基使电子光谱红移，并且取代基的推吸电子能力越强，电子光谱移动程度越大。为了进一步研究复色发光材料，本文在双8-羟基喹啉分子的基础上设计出双8-羟基喹啉锂（DLiq）和它的两种衍生物并对其进行计算。计算结果表明DLiq及其衍生物前线分子轨道电子云分布与Liq相似，其中偶氮键相连的DLiq有着极强的发射峰，有可能成为一种性能优于Liq的蓝的发光材料；而甲基相连的DLiq有两个较强的发射峰，有望成为一种新型的复色发光材料。该计算结果将会为制备新型发光材料提供理论指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 有机电致发光材料简介
• 1.1.1 聚合物发光材料
• 1.1.2 有机小分子发光材料
• 1.2 金属配合物发光
• 1.2.1 与发光有关的一些基本概念
• 1.2.2 金属配合物发光类型
• 1.2.3 金属配合物发光的分子设计
• 1.3 模拟计算理论研究
• 1.4 本论文的意义及研究内容
• 第二章 基础理论和计算方法
• 2.1 量子化学的发展和前景
• 2.2 Schr（o|¨）dinger方程和两个基本近似
• 2.2.1 Schr（o|¨）dinger方程
• 2.2.2 Born-Oppenheimer近似
• 2.2.3 单电子近似
• 2.3 分子轨道理论
• 2.3.1 闭壳层分子的HFR方程
• 2.3.2 开壳层分子的HFR方程
• 2.4 电子相关问题
• 2.4.1 微扰理论
• 2.4.2 物理图象
• 2.4.3 电子相关能
• 2.4.4 组态相互作用
• 2.5 密度泛函理论
• 2.6 含时密度泛函理论
• 第三章 取代基在不同取代位对8-羟基喹啉锂电子光谱性质影响
• 3.1 引言
• 3.2 计算模型和方法
• 3.3 计算结果与讨论
• 3.3.1 不同取代基在各取代位的能量
• 3.3.2 前线分子轨道
• 3.3.3 吸收光谱和发射光谱
• 3.4 本章小结
• 第四章 不同取代基对8-羟基喹啉锂电子光谱的影响
• 4.1 引言
• 4.2 计算模型和方法
• 4.3 计算结果与讨论
• 4.3.1 几何结构
• 4.3.2 前线分子轨道分布
• 4.3.3 取代基对前线分子轨道的影响
• 4.3.4 取代基对轨道能级的影响
• 4.3.5 电子光谱
• 4.3.6 取代基对电子光谱的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 双8-羟基喹啉锂及其衍生物电子光谱理论研究
• 5.1 引言
• 5.2 计算模型和方法
• 5.3 计算结果与讨论
• 5.3.1 几何结构
• 5.3.2 前线分子轨道分布
• 5.3.3 吸收光谱和发射光谱
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 第七章 本研究的创新点和今后的工作展望
• 7.1 本研究的创新点
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表及待发表的论文