宽带隙芴基聚合物的凝聚态结构调控及其光物理性质研究
发布时间：2021-12-27 23:20
宽带隙芴基聚合物由于其易修饰、深蓝光发射以及高荧光量子效率等优点,而被广泛应用于蓝光发光二极管、有机激光和场效应晶体管等电子元器件。然而,机遇与挑战并存,由于本身复杂多变的聚集行为使得宽带隙芴基聚合物在材料性能和器件应用上还不能达到人们所预期的效果,仍有许多关键性科学问题,如蓝光稳定性差、自组装能力低、多变凝聚态结构复杂和功能性单一等一系列问题亟待解决。本博士论文以分子吸/斥协同理论为设计策略,以宽带隙芴基聚合物为研究对象,通过超分子方法研究其自组装行为,揭示绿光带的起源,系统实现了芴基聚合物的构象可控转变,实现了蓝光发光效率和稳定性的提升,取得了一些创新性成果,主要研究内容如下:首先,本文通过超分子功能化的方法,在芴基聚合物的9位引入羟基基团,研究分子链内/间氢键作用对芴基宽带隙半导体在分子层次的有序组装和光电特性的影响。通过一步法溶剂挥发诱导界面自组装构筑了形状规整的球形组装体,同时验证了这种方法对于两亲性聚合物零维组装的普适性。亚微米球的尺寸与前驱体溶液浓度正相关,且绿光带发射行为呈现出尺寸依赖性,有效论证了绿光带的聚集诱导机制。其次,我们以聚（9,9）-二辛基芴（PFO）为原型...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
宽带隙半导体的优势和应用20世纪90年代，高亮度氮化镓基蓝光发光二极管的诞生开启了全新的半导体照明时代
宽带隙芴基聚合物绿光带发射（500~600nm）和三种起源机制近年来，关于宽带隙芴基聚合物绿光带的起源机制一直是科学家们争论的话题
南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论4还设计合成了一类9位修饰有羟基基团的超分子共轭聚合物（SCPs）PPFOH，其在溶液、纳米粒子、薄膜和器件状态下均呈现出丰富多彩的发光颜色[27]。在薄膜状态下，氢键和π-π堆积相互作用协同导致了550-560nm处的发射，且随着PPFOH分子量的增大，这种低能发射带增强并产生了20nm的红移[28]。此外，芴醇也是验证聚芴类材料绿光带聚集机制的另外一个重要模型化合物。例如，我们组合成了含有辛基侧链的三聚芴醇TFOH，其在甲苯溶液状态下呈现520nm的g-band发射，且表现出浓度依赖性的PL光谱（0.01-12mg/mL）。在8mg/mL的TFOH/甲苯溶液中逐渐滴加甲醇（0%-10%）进行滴定实验，我们同样验证了聚集诱导的发光颜色变化[29]。聚芴绿光带的发光波长位于510~580nm不等，而不同波长的绿光带形成可能属于各异的机理，因此，对于不同体系的聚芴材料，其呈现聚集诱导发射峰的机理解释还不是十分清楚。聚集诱导激基缔合物形成是共轭聚合物中常见的现象，但其诱导绿光带的内在作用机制和光物理过程并不清楚，而现在并没有行之有效的方法可以验证聚芴材料中聚集作用可以诱导绿光带的产生，同时对于聚集强度与绿光带产生之间的内在联系的揭示还十分欠缺，因此目前把聚芴绿光带均归因于聚集机制的说法过于笼统。图1.3PF8-co-DAF8的分子聚集行为示意图[26]另外一部分科学家则认为芴酮缺陷的存在是绿光带发射产生的根本原因。聚芴材料的9位由烷基链取代，芴9位的sp3碳在加热、通电或光照等作用下，容易被氧化成羰基，从而形
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress in Fluorene-based Wide-bandgap Steric Semiconductors[J]. Meng-na Yu,Chang-jin Ou,Bin Liu,Dong-qing Lin,Yu-yu Liu,Wei Xue,Zong-qiong Lin,Jin-yi Lin,Yan Qian,Sha-sha Wang,Hong-tao Cao,Lin-yi Bian,解令海,黄维. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(02)
[2]Self-assembly of conjugated polymers for anisotropic nanostructures[J]. YU Zai 1,2 , LU Kun 1 & WEI ZhiXiang 1* 1 National Center for Nanoscience and Technology, Beijng 100190, China 2 Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Peking University, Beijing 100871, China. Science China（Chemistry）. 2012(11)
[3]聚芴类半导体光谱稳定性[J]. 梁婧,钱妍,解令海,石乃恩,陈淑芬,邓先宇,黄维. 物理化学学报. 2010(04)
本文编号：3552937
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
宽带隙半导体的优势和应用20世纪90年代，高亮度氮化镓基蓝光发光二极管的诞生开启了全新的半导体照明时代
宽带隙芴基聚合物绿光带发射（500~600nm）和三种起源机制近年来，关于宽带隙芴基聚合物绿光带的起源机制一直是科学家们争论的话题
南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论4还设计合成了一类9位修饰有羟基基团的超分子共轭聚合物（SCPs）PPFOH，其在溶液、纳米粒子、薄膜和器件状态下均呈现出丰富多彩的发光颜色[27]。在薄膜状态下，氢键和π-π堆积相互作用协同导致了550-560nm处的发射，且随着PPFOH分子量的增大，这种低能发射带增强并产生了20nm的红移[28]。此外，芴醇也是验证聚芴类材料绿光带聚集机制的另外一个重要模型化合物。例如，我们组合成了含有辛基侧链的三聚芴醇TFOH，其在甲苯溶液状态下呈现520nm的g-band发射，且表现出浓度依赖性的PL光谱（0.01-12mg/mL）。在8mg/mL的TFOH/甲苯溶液中逐渐滴加甲醇（0%-10%）进行滴定实验，我们同样验证了聚集诱导的发光颜色变化[29]。聚芴绿光带的发光波长位于510~580nm不等，而不同波长的绿光带形成可能属于各异的机理，因此，对于不同体系的聚芴材料，其呈现聚集诱导发射峰的机理解释还不是十分清楚。聚集诱导激基缔合物形成是共轭聚合物中常见的现象，但其诱导绿光带的内在作用机制和光物理过程并不清楚，而现在并没有行之有效的方法可以验证聚芴材料中聚集作用可以诱导绿光带的产生，同时对于聚集强度与绿光带产生之间的内在联系的揭示还十分欠缺，因此目前把聚芴绿光带均归因于聚集机制的说法过于笼统。图1.3PF8-co-DAF8的分子聚集行为示意图[26]另外一部分科学家则认为芴酮缺陷的存在是绿光带发射产生的根本原因。聚芴材料的9位由烷基链取代，芴9位的sp3碳在加热、通电或光照等作用下，容易被氧化成羰基，从而形
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress in Fluorene-based Wide-bandgap Steric Semiconductors[J]. Meng-na Yu,Chang-jin Ou,Bin Liu,Dong-qing Lin,Yu-yu Liu,Wei Xue,Zong-qiong Lin,Jin-yi Lin,Yan Qian,Sha-sha Wang,Hong-tao Cao,Lin-yi Bian,解令海,黄维. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(02)
[2]Self-assembly of conjugated polymers for anisotropic nanostructures[J]. YU Zai 1,2 , LU Kun 1 & WEI ZhiXiang 1* 1 National Center for Nanoscience and Technology, Beijng 100190, China 2 Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Peking University, Beijing 100871, China. Science China（Chemistry）. 2012(11)
[3]聚芴类半导体光谱稳定性[J]. 梁婧,钱妍,解令海,石乃恩,陈淑芬,邓先宇,黄维. 物理化学学报. 2010(04)
本文编号：3552937
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