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《东北师范大学》 2004年
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有机电致发光材料吸收和发射光谱的模拟研究

吕金菊  
【摘要】:二十一世纪是信息科学的时代,信息的数字化及信息高速公路的建设对信息容量的传输、平板的信息显示都提出了更高的要求。有机电致发光器件由于其重量轻、成本低、视角宽、响应速度快、主动发光、发光亮度及效率高、能实现全色显示等优点而成为国际前沿的热点课题,PPV是第一个被发现的、最简单、最廉价也是目前研究最多的用于电致发光的共轭聚合物。在目前情况下,运用量子理论研究PPV齐聚物(3PV)构象与其光谱性质间的关系及设计新型的电致发光材料具有重要的理论意义和实际意义。 为了选择合适的计算方法对PPV齐聚物(3PV)进行理论模拟研究,本工作首先选用苯胺、硝基苯、对硝基苯胺、对硝基苯酚、邻硝基苯酚和间硝基苯酚等苯环的衍生物,系统研究计算方法、基组等对基态、激发态几何结构的优化和吸收、发射光谱的影响。发现在6-31G*基组中加入弥散函数或/和极化函数(6-31+G*, 6-31+G**)只是对取代基有明显影响,对苯环部分的结构则影响不大,B3LYP/6-31G*和CIS/6-31G*理论分别适合用于研究较大体系基态、激发态的结构,TD-B3LYP/6-31G*适于研究其光谱性质。 本工作首次采用较高级的理论研究了3PV构象的改变对其发射光谱的影响。同发光材料的性能密切相关的性质之一是该分子的最大发射波长和振子强度。采用上述的方法,对含三个苯环的PPV齐聚物3PV进行的一系列的对比研究。基态时,随着扭曲程度的增加分子的总能量逐渐升高,最稳定点出现在分子保持平面构象时,与实验结果基本一致。激发态时,分子最稳定的构象不是出现在分子保持平面而是有一定的扭曲角时。在最稳定3PV分子构象基础上计算得到的最大吸收和最大发射波长同实验值非常吻合。随着分子扭曲程度的增大,其共轭程度减弱,最大吸收波长和最大发射波长向短波方向发生了明显的移动(53-179nm和71-218nm),振子强度减小。 在以上研究的基础上,在3PV分子中引入六元(吡啶)环、萘环、五元杂环(吡咯、呋喃、噻吩)等设计得到了一系列的新分子,并采 WP=5 用与母体3PV相同的计算方法研究了他们的光谱性质。结果发现,引入吡啶环时其光谱并没有发生明显的变化,而当用吡咯、呋喃、噻吩等五元杂环、萘环取代中间的苯环时则会引起明显的红移。其中以稠环(萘环)取代3PV中间苯环的分子引起的红移最大,噻吩次之。值得指出的是,吡啶环中氮原子上具有非键的孤对电子,可以与其它金属离子进行配位,将改变配位化合物的电子结构与光谱性质。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O657.3

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【参考文献】
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【共引文献】
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