新型有机光电材料激发态演变及发光机制研究

发布时间：2024-10-17 12:51

　　有机发光材料具有成本低、结构易修饰等优点,设计开发这类新型高性能材料引起人们极大的兴趣。随着计算机技术的发展,量子化学已成为一种解释分子激子行为、预测材料光电性能的有效方法。本文采用量子化学手段,基于密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）,对新型有机光电材料的激发态的演变过程及发光机制进行了系统的理论研究,阐明有机分子的结构与其光电性能之间的关系,为设计高性能有机发光材料提供了理论指导,主要研究内容如下:（1）卡宾-金属-氨基配合物（CMA）是一类高效的电荷转移型发光材料,其同时具有小的ΔE_ST及大的荧光振子强度,在电致条件下表现出极高的量子效率。然而,目前更高效的CMA型材料仍比较匮乏,因此本文将CMA1咔唑上的C-H键替换成N原子,设计了4个新分子,并对它们的基态与激发态性质进行理论模拟,包括几何构型、前线分子轨道、辐射与非辐射速率等,最终发现设计得到的两个分子β-N和2β-N的T₁到S₁态的反系间窜越速率比CMA1的大,可以更高效地利用三线态激子,且具有更快的荧光辐射速率,是潜在的高效发光分子。这一工...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1（a）对于闭壳层分子，自旋主要为单线态或三线态；（b）对于开壳层分子，自旋为双线态[17]

据分子轨道（TheHighestOccupiedMolecularOrbital，HOMO）和最低未占据分子轨道（TheLowestUnoccupiedMolecularOrbital）。当分子中电子的排布严格遵从构造原理（包括能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则）时，此时分子....

图1.2有机光电分子内主要光物理过程的雅布伦斯基图

南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论3（3）分子内主要光物理过程如图1.2所示，有机分子内的光物理过程主要包括[19]：①吸收（Absorption，abs）：一般发生在相同多重度的电子能级之间，如S0→S1的吸收，但目前也有基态直接吸收跃迁到三线态的相关报道[20]。②振动....

图1.3有机分子内的几种电致发光过程

南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论4此外，激发态分子与其周围环境间也会存在一些相互作用，如化学反应、能量转移或电子转移等，造成激子的猝灭与能量损失，这些统称为外转换。总而言之，激发态主要有辐射和非辐射跃迁两种衰减途径，辐射跃迁是指产生光发射的电子跃迁过程，包括荧光和磷光；非....

图1.4OLED器件中双线态激子可能生成的途径[52]

南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论7在OLED器件中，自由基分子中双线态激子的产生有两种可能的方式，如图1.4所示[52]。一种是电子先从电子注入层注入到自由基的最高单占据轨道上，形成阴离子，然后空穴再从空穴注入层注入到自由基的最高双占据轨道上（HOMO），产生双线态激发态....

本文编号：4008032