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苯基取代二苯乙烯基苯衍生物的晶体结构与光电性能

解增旗  
【摘要】: 有机单晶是热力学上稳定的分子堆积形态,具有高度有序的分子堆积结构,而且杂质含量极低,通常表现出较高的迁移率;同时单晶中明确的分子构型与分子排列可以为研究分子间作用力、分子排列方式对固态发光效率、载流子迁移率等物理性质的影响规律提供理想的模型。所以近几年有机单晶材料与器件成为一个新的研究热点,这方面的研究也必将从更深层次上揭示有机光电材料中的基本物理过程。反式二苯乙烯基苯是聚苯撑乙烯类化合物中结构最简单、也最典型的模型化合物,研究其衍生物的分子堆积结构与光电性能之间的关系不仅可以指导设计高性能的聚合物光电材料,而且本身也可以成为优良的晶体光电材料。本论文立足于一类苯基取代的二苯乙烯基苯衍生物,详细讨论了它们的分子堆积结构与光电性能,主要内容如下: 1.合成了一系列苯基取代二苯乙烯基苯的衍生物,合成过程中发现在某些Wittig反应中可以很方便地获得纯的顺式产物,将其进一步处理可以得到纯的反式产物。 2.反式二苯乙烯基苯主链上引入苯基取代基可以有效的抑制平行的分子堆积模式,诱导产生其它有利于实现高晶态发光效率的分子堆积模式,如交叉分子偶极堆积(X-堆积)和错位平行分子偶极堆积(J-堆积)。 3.错位平行分子偶极堆积有利于高晶态发光效率,在这样的晶体中构筑强的分子间π-π相互作用可以有效地增加晶体中的载流子迁移率,从而实现一个晶体中高发光效率与高迁移率的统一。 4.严重扭曲的分子结构一直以来被认为是不利于发光的,如顺式双键曾经被作为聚苯撑乙烯化合物中的缺陷结构;我们对顺式苯基取代二苯乙烯基苯的研究发现晶体中分子间相互作用可以有效地稳定分子激发态,从而增强发光。


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