收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

给受体型有机光电分子在单分散和聚集态体系中的超快光谱研究

高秀君  
【摘要】:现阶段由于人们对清洁能源和其技术发展的需求日益增大,使得有机光电材料成为一个新兴的研究领域。在该领域中发现并设计可持续材料,可以为子孙后代提供能源动力,且不会对自然环境造成严重损害。有机分子制备工艺简单,可以作为溶液加工薄膜应用于大型柔性基底上。与可能包含稀有稀土金属的更昂贵的无机化合物相比,许多有机材料可以用价格低廉的材料合成或生长,以降低大规模生产的运营成本。此外,大多数有机分子是无毒的,产生的废物可以分解而不会造成环境污染。随着跨学科技术的快速发展,科研人员不断努力发现和改进用于下一代设备的材料。通过自下而上的方法,获得对材料光物理或光化学的基本理解,可以有效地促进材料设计的实质性进展。通过更全面地了解有机材料的内部工作原理,可以合理设计“微观”分子结构,从而提高材料“宏观”功能性能。光与物质相互作用是一种描绘这些分子在电子基态和激发态的有效方法,尤其是对于本质上依赖于这种光诱导过程来获得功能的有机光电分子。随着超短脉冲激光器的商业可用性日益增大,它的出现颠覆了化学、物理学、生物学等各个领域的科学研究,最终为跨学科的科学研究提供可能的可行性。超快光谱学技术以独特的方式解析材料光致过程的复杂性,有助于分析激子离域、电荷转移和能量转移等过程。有机分子的研究通常从溶液中开始,以观察单分散体系中分子内转移过程。从溶液到薄膜的系统研究,可以用于描述这些有机材料在器件应用中的工作机制。使用飞秒激光器和非线性光学的泵浦–探测技术可以提供足够的时间分辨率来跟踪辐射或非辐射衰减的激发态动力学过程。结合使用稳态光谱和超快光谱技术可以得到有机分子光致过程的深刻见解,以阐明单分散体系溶液中分子内相互作用,和聚集态体系薄膜中分子间相互作用。这些研究结果有助于弥合光谱学研究和材料科学研究之间的差距,同时促进跨学科合作与交流。本文利用了稳态吸收和荧光发射光谱,结合时间相关单光子计数技术、开孔Z–扫描技术和飞秒时间分辨泵浦–探测光谱等技术手段,从单分散溶液和聚集态薄膜两个体系对给–受体型有机光电分子的光物理特性展开研究。分别详细研究了两种具有相同三苯胺电子给体单元,不同电子受体单元的有机共轭分子。本文主要内容如下:第三章研究了单分散体系中以三苯胺为电子给体单元,苯并噻唑为电子受体单元,乙烯基作为间隔基的(E)-4-(2-(benzo[d]thiazol-2-yl)vinyl)-N,N-dip-tolylaniline(BTTM)分子中的分子内电荷转移过程。通过溶剂极性依赖的稳态吸收和荧光发射光谱,可以确定该有机分子具有分子内电荷转移特性,且随着溶剂极性增大偶极–偶极相互作用增强。通过时间相关单光子计数技术测试的荧光动力学可知,在低极性溶剂中的荧光动力学呈现单e指数的弛豫行为,这种现象的产生可能是由于低极性溶剂中的激发态为局域激发态和电荷转移态的杂化态(HLCT态)。结合奇异值分解的全局拟合分析飞秒泵浦–探测光谱,认为局域激发态主导的HLCT态是低极性溶剂中的最低激发态,电荷转移态的能级随着溶剂极性的增大逐渐降低。二次扰动脉冲的pump–dump/push–probe实验结果证实,由于存在溶质–溶剂相互作用,中高极性溶剂的激发态弛豫过程中存在构象稳定HLCT态。在第四章的研究内容中,通过变温稳态光谱、变温时间相关单光子计数技术和变温飞秒泵浦–探测实验的测试,对聚集态BTTM薄膜的分子间相互作用和激子动力学进行分析。当温度从360 K降低到77 K时,聚集态薄膜的平均寿命和荧光量子产率增大,辐射寿命减小。聚集态薄膜的飞秒泵浦–探测光谱数据表明聚集态体系中存在强大的分子间相互作用取代了单分散体系中的分子内电荷转移,且激子弛豫过程中出现了激子–激子湮灭现象。第五章中利用稳态和瞬态光谱技术,结合开孔Z–扫描、双光子荧光和飞秒泵浦–探测光谱,对单分散体系中带有苯并噻唑和三苯胺单元的配合物4–(1,1–difluoro–1H–1λ~4,10λ~4–benzo[4,5]thiazolo[3,2–c][1,3,2]oxazaborinin–3–yl)–N,N–diphenylaniline(TOND)分子的线性和非线性光学特性进行了详细的讨论。通过稳态光谱分析可知在单分散体系中,吸收带的产生归因于局域激发态跃迁,随溶剂极性增大荧光红移现象源自电子结构从局域激发态到电荷转移态特性的转变。由于存在与分子内电荷转移特性相关的强偶极耦合,TOND分子表现出明显的双光子荧光特性,并且800 nm处分子的双光子吸收截面随着溶剂极性的增大而增大。通过飞秒泵浦–探测光谱和pump–dump–probe技术对单分散体系中TOND分子的光激发弛豫行为进行了研究,结果证实在低极性溶剂中仅存在以局域激发态主导的HLCT态,且溶质–溶剂相互作用随着溶剂极性的增大而增强,利用dump脉冲打破平衡后可以分析溶质和溶剂分子之间恢复平衡的过程。第六章利用变温稳态吸收光谱、变温稳态荧光发射光谱结合变温时间相关单光子计数技术,对聚集态体系TOND薄膜的光致发光机制和辐射特性进行了全面的解析。从聚集态TOND薄膜温度相关的稳态和瞬态光谱可知,当温度从295K降至77 K时,荧光强度显著增强,荧光量子产率增大近十倍,平均寿命增加了约2.5倍。由于低温下大部分非辐射过程不活跃,温度升高热激发的概率增大,但非辐射过程产生的影响得更加明显。基于TOND分子制备的有机绿光器件的色坐标为(0.47,0.51),意味着它可能具有与蓝色发光芯片结合制造白色发光二极管的潜力。这些研究结果可以帮助人们理解有机光电分子的能量转移和电荷转移过程,有利于设计和实现高性能的有机光电器件。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 李振;李倩倩;;分子聚集态发光展望:聚散不同性相远集体效应叹观止[J];发光学报;2020年06期
2 张争奇,张登良,原健安;用聚集态和分子量解释沥青的性能[J];西安公路交通大学学报;1998年S1期
3 赖泓宇;王宁;李玉良;;卟啉酞菁:从分子材料到聚集态[J];中国科学:化学;2022年08期
4 黄涛,王永强,田永驰,李伯符,梁映秋;卟啉在表面活性剂溶液中的聚集态[J];武汉化工学院学报;1998年01期
5 李倩倩;李振;;奇妙的分子聚集效应(英文)[J];Science China Materials;2020年02期
6 刘治田;黄卉芬;郑乐驰;张林骅;朱诗瑶;;双苯乙烯取代噻咯的合成及聚集态诱导发光[J];武汉工程大学学报;2014年03期
7 周立伟;王筱梅;;菲衍生物制备与聚集态诱导紫外荧光研究[J];苏州科技大学学报(自然科学版);2019年02期
8 彭文基;陈钜涛;李庆行;余振新;;J型聚集态的激光光谱学实验与理论研究[J];中山大学学报(自然科学版);1990年03期
9 陈根长;顾凯平;;植物生物质材料聚集态改性与应用研究[J];生物质化学工程;2009年06期
10 张朝峰;樊丽;杨频;;非聚集态、聚集态β-淀粉样蛋白(10-21)和外向钾通道的相互作用[J];中国科学(B辑:化学);2007年05期
11 常凯;李倩倩;李振;;力致发光现象及其应用研究进展[J];有机化学;2020年11期
12 黄涛,王永强,田永驰,李伯符,梁映秋;两亲性卟啉在LB膜中的聚集态的光谱研究[J];化学世界;1997年12期
13 颜峻;袁宏永;疏学明;钟少波;;用于犯罪空间聚集态研究的优化聚类算法[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年02期
14 А.Н.Марей;黄锡仁;;不同结构弹性体的相态和聚集态[J];橡胶译丛;1983年02期
15 王小令;李霞;曾凡桂;边洁晶;;基于HRTEM的煤中不同聚集态结构表征[J];煤炭学报;2020年02期
16 沈玉华,谢安建;含不同金属离子萃取有机相的聚集态和红外光谱[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 刘志鹏;;聚集态发光氟硼荧光配合物的构建[A];中国化学会2019年中西部地区无机化学化工学术研讨会会议论文集[C];2019年
2 李倩倩;廖秋艳;王金凤;刘凡;李振;;取代基效应对分子聚集态及其光电性能的影响[A];中国化学会第二届全国光功能材料青年学者研讨会摘要集[C];2020年
3 李振;;浅谈从单个分子到分子聚集态科学[A];中国化学会第二届全国光功能材料青年学者研讨会摘要集[C];2020年
4 王笃金;李彦;周维金;施鼐;吴佩强;吴瑾光;徐光宪;;有机磷酸酯的水相聚集态研究[A];全国第八届分子光谱学术报告会文集[C];1994年
5 牟鑫;孙诗;刘淑娟;赵强;凌启淡;黄维;;基于铂配合物的聚集态诱导磷光发射性质的研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
6 闫东鹏;卫敏;陆军;段雪;;荧光染料在水滑石粘土层间聚集态的实验和理论研究[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年
7 王德强;陈胜田;夏传阳;朱东华;赵维峰;王筱梅;陶续堂;蒋民华;;蒽-三苯胺枝形分子聚集态/纳米复合发光性能研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
8 徐炜;付艳艳;贺庆国;程建功;;分子内电荷转移型探针的聚集态反应性能活化及其针对痕量气体荧光检测的应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十一分会:π-共轭材料[C];2016年
9 赵维峰;王筱梅;陶绪堂;;以α-蒽甲酸为π中心的双芪类化合物聚集态荧光增强特性研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
10 王德强;朱磊;郑帆;王筱梅;;具有双光子与聚集态诱导发光特性的蒽/三苯胺枝形分子[A];中国化学会第26届学术年会有机固体材料分会场论文集[C];2008年
11 赵宁久;张伟;刘娟;郭志新;张建平;;分子聚集态对P3HT/Fullerene混合膜中超快电荷复合动力学的影响[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
12 彭文基;陈钜涛;李庆行;余振新;;分子聚集态的双J-谱带起源[A];第五届全国基础光学学术报告会和交叉科学中的光学问题讨论会论文集[C];1991年
13 张凤菊;高智;李翠萍;成国祥;;乳液及分子模板法海藻酸盐微球的研究[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
14 罗龙波;黄杰阳;冯岩;李保印;陈腾;刘向阳;;过高温度作用下氢键重排导致的聚酰亚胺聚集态演变[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J 高性能高分子[C];2015年
15 刘兆阅;潘凯;杨敏;姜月顺;王德军;白玉白;李铁津;;汞溴红的聚集态光谱及与TiO_2相互作用的研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
16 巫鼎娥;姚起超;王景录;夏敏;;RIR与RTICT的杂合:一种提高聚集态荧光发射效应的新颖方法[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第16分会:π-共轭材料[C];2014年
17 董首成;秦金贵;李振;;新型咔唑衍生物荧光分子的合成、表征及聚集诱导荧光增强效应[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
18 魏瑞瑞;彭禄;宋盼淑;陈晓彤;童爱军;;新型聚集荧光增强型探针和光学材料[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
19 孙佳茜;袁媛;张建明;;聚(3-辛基噻吩)多晶型及其低温相变行为的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
20 吴莉娜;范丛斌;罗建芳;;三苯胺-查尔酮枝形分子聚集态发光性能与机理研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 高秀君;给受体型有机光电分子在单分散和聚集态体系中的超快光谱研究[D];吉林大学;2022年
2 王鹏騛;大分子聚集态的高灵敏太赫兹频谱特性研究[D];天津大学;2019年
3 袁春雪;Λ-型吡啶盐类光电功能材料的设计、合成与性能研究[D];山东大学;2009年
4 邸建城;特殊聚集态分子筛的制备研究[D];吉林大学;2010年
5 温强;特殊聚集态无机多孔材料的制备及应用研究[D];吉林大学;2014年
6 刘阳;高效有机电致荧光材料的设计、合成及性能研究[D];山东大学;2008年
7 田大勇;特殊聚集态磷酸铝分子筛的合成及生长机制研究[D];吉林大学;2009年
8 沈群;四芳基硅有机电致发光材料的合成及性质研究[D];浙江大学;2009年
9 杜艳君;基于分子自吸收发射光谱的气体参数诊断方法及应用研究[D];清华大学;2018年
10 叶树彬;傅里叶变换红外光谱定性识别分析方法研究[D];中国科学技术大学;2017年
11 马振鹤;光谱光学相干层析成像理论与实验研究[D];天津大学;2007年
12 宋扬;光谱发射率在线测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
13 王新全;静态光谱偏振成像技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
14 刘强;基于光谱的颜色喷墨再现关键问题研究[D];武汉大学;2013年
15 张嵩;溴丙烷及甲基吲哚的质量分辨零动能光谱研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2005年
16 王洪建;激光等离子体极化光谱诊断研究[D];重庆大学;2010年
17 王宝辰;硅(锗)酸盐发光材料的晶体结构与光谱调节[D];中国地质大学(北京);2020年
18 褚燕武;基于激光诱导击穿光谱的肿瘤检测算法研究[D];华中科技大学;2021年
19 郭静茹;过渡金属氧化物和氢化物的光谱研究[D];中国科学技术大学;2005年
20 王新北;基于傅立叶红外光谱仪的材料光谱发射率测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张凯;聚集态下热活化延迟荧光分子发光机理的理论研究[D];山东师范大学;2019年
2 张荣;A-π-D-π-A型咔唑类红光/近红外荧光染料聚集态发光行为的调控[D];太原理工大学;2018年
3 黄秀荣;具有聚集态诱导荧光性质的四苯乙烯衍生物的合成及光电性质的研究[D];山东理工大学;2012年
4 吴莉娜;多枝分子材料合成以及双光子吸收性能与聚集态发光性能研究[D];苏州大学;2011年
5 周立伟;聚集态荧光增强(AIEE)材料制备、性能与应用研究[D];苏州科技大学;2018年
6 黄贵;四苯乙烯基聚集态诱导发光材料的合成及电纺发光纳米纤维的制备与性能研究[D];江西师范大学;2017年
7 赵蕾;纳米聚集态分子筛的绿色可控制备及形成机理研究[D];中国石油大学(华东);2018年
8 苏月;具有聚集态诱导荧光增强效应的苯并噁嗪类衍生物的制备与性能研究[D];新疆大学;2016年
9 王鹏飞;水解强度对杨木自水解化学反应及聚集态的影响[D];南京林业大学;2019年
10 杨华啸;聚羟基脂肪酸酯的亲水性、聚集态相行为和等离子体表面改性后的生物相容性研究[D];复旦大学;2010年
11 刘悦;钴法向光谱发射率特性研究[D];河南师范大学;2020年
12 石瑞涛;钨和钨铜合金光谱发射率特性研究[D];河南师范大学;2019年
13 许开品;铜、钢和铁的光谱发射率的研究[D];河南师范大学;2016年
14 余明辉;水溶性导电共轭聚合物的合成和性质研究[D];南昌大学;2006年
15 汪爽;基于光谱光学相干层析成像的流速测量研究[D];东北大学;2012年
16 许俊龙;基于光谱的分色算法研究[D];杭州电子科技大学;2015年
17 卓建英;岩石矿物热红外光谱特性与光谱解混实验研究[D];东北大学;2011年
18 张俊祺;材料光谱发射率测量装置的研究[D];天津大学;2007年
19 徐艺寒;钼的光谱发射率特性研究[D];河南师范大学;2019年
20 焦志伟;多光谱告警技术及其在重要目标防空中的应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前13条
1 记者 卜叶;科学家理性设计无定形相变蛋白质探针[N];中国科学报;2021年
2 本报记者 杨清清;潮水的方向:京东技术光谱[N];21世纪经济报道;2020年
3 记者 李晓静;“吉林一号”光谱01、02星成功发射[N];吉林日报;2019年
4 本报记者 孟妮;“海洋光谱号”为中国宾客带来海上盛宴[N];国际商报;2019年
5 记者 万红;“海洋光谱号”明年首航来华[N];天津日报;2018年
6 记者 张守敏;汤爱军会见英国光谱集团总裁[N];呼和浩特日报(汉);2007年
7 黄永明;一个人和一本书的科学主义光谱[N];中华读书报;2006年
8 本报记者 吴佳珅 高博;光谱大数据来自耿耿星河[N];科技日报;2015年
9 杨 喆  罗时龙;检疫证书实现光谱快速鉴别[N];中国国门时报;2006年
10 ;优码光谱高效防爆膜科技服务决定价值[N];亚太经济时报;2006年
11 中青报·中青网记者 胡宁;他们挺身而出 合成青年战“疫”的完整光谱[N];中国青年报;2020年
12 高博张艳;七彩“光谱”照亮孩子成长之路[N];中国教师报;2007年
13 ;对《新发现的光谱规律受到质疑》一文的回应[N];广东科技报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978