一维导电聚合物中激发态的链间弛豫

本文系统地研究了顺式高强聚乙炔的Raman和发光光谱,根据其Raman和发光光谱随激发能量的变化规律,以及分子链之间距离的改变对这种变化规律的影响,证明了聚乙炔中存在着激发态的链间弛豫,井且,这种弛豫过程随着分子链之间距离的减小而被加快.     

激子旋转弛豫对低掺杂卟啉侧链聚合物荧光衰变过程的影响

利用激子旋转扩散理论研究了一类低掺杂卟啉侧链聚合物中卟啉侧链基团的旋转对其发光动力学过程的影响.研究表明,卟啉侧链基团的旋转行为是导致激发态无辐射能量弛豫的重要途径.基团旋转越容易,能量弛豫速度越快,这可导致一个快速的荧光衰变动力学过程.在卟啉低掺杂浓度和聚合物分子链间距离较大的情况下,卟啉侧链基团的旋转成为影响荧光寿命和发光效率的主要因素.对实验测得的两种样品的荧光弛豫过程进行了拟合,理论结果与实验结果符合较好. 关键词： 激子旋转弛豫 瞬态荧光 卟啉侧链聚合物     

分子链间距离对于卟啉侧链聚合物稳态及瞬态发光性能的影响

采用荧光光谱技术,测量了一种卟啉侧链聚合物:卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(P[(por)A-S])的稳态和瞬态的发光性能.通过将聚合物P[(por)A-S]掺杂到有机玻璃(PMMA)中,研究了链间距离对于P[(por)A-S]发光性能的影响.结果表明:随着聚合物分子浓度增大,即链间距离减小,导致卟啉侧链基团之间的相互间作用增加,使其激发态无辐射跃迁几率增加,聚合物荧光强度减弱,激发态寿命缩短.讨论了上述过程产生的原因.     

稀土配合物分子内能量传递和弛豫过程的光声和荧光光谱研究

将光声光谱和荧光光谱两种互补的手段结合起来 ,从无辐射跃迁和辐射跃迁两个角度讨论了固态稀土配合物的激发 弛豫过程。测定了稀土配合物 (Tb(AA) 3·2H2 O、Tb(AA) 3bpy和Tb(AA) 3phen)固体粉末的光声光谱和荧光光谱。与荧光光谱相结合 ,光声光谱反映了不同配合物发光效率的变化 ,Tb(AA) 3phen、Tb(AA) 3·2H2 O和Tb(AA) 3bpy的发光效率依次增强。研究了配合物的分子内能量传递和弛豫过程 ,配体最低三重态能级与稀土离子共振能级之间的能级差是否匹配是配体敏化中心离子发光的关键因素     

苯基取代聚乙炔中的元激发

苯环取代聚乙炔是一类具有简并基态的发光聚合物.利用扩展的SuSchriefferHeeger模型,研究了这类聚合物链中的孤子、极化子等元激发特性.结果表明:由于苯环与聚乙炔主链间的强π电子耦合,苯环取代抑制了聚乙炔主链的二聚化,减小了导带与价带之间的能隙;因此取代聚乙炔中的元激发具有较小的激发能,同时具有更大的相干长度.尽管苯基取代对元激发有很大的影响,但是非取代聚乙炔中元激发的基本物理规律依然成立,表明这些元激发的基本特性不受取代基团的影响 关键词： 孤子 极化子 苯基取代聚乙炔     

侧链基团对聚合物薄膜瞬态发光性能的影响

采用飞秒激光光谱技术比较研究了两种卟啉侧链聚合物:卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物P[(por)A-S]和卟啉铁(Ⅲ)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物P[(por)FeA-S]的瞬态发光性能。并采用纳秒激光光谱技术测量了小分子卟啉(TPP)的荧光动力学过程。结果表明:P[(por)FeA-S]具有比P[(por)A-S]快得多的荧光弛豫过程,而P[(por)A-S]的荧光寿命远小于小分子卟啉的荧光寿命。对上述过程进行了分析,P[(por)A-S]的荧光衰变主要来源于聚合物分子链间的相互作用;而P[(por)FeA-S]的荧光衰变除了来源于聚合物分子链间的相互作用外,中央金属离子与配位体之间的电荷转移也对卟啉发色基团的激发态超快无辐射弛豫具有重要的影响,对上述过程的产生机理进行了讨论。     

发光中心中的热发光和弛豫过程

本文评述了热发光自第一个理论和实验发表以来所取得的研究结果,并考查了热发光的现状。 在快速弛豫系统中热发光的主要特点是:(1)快速弛豫杂质中心中的低强度是由热发光强度、弛豫速率和光学寿命之间的一般关系确定的;(2)热发光光谱对激发频率的特征依赖关系与“热发光是在受激发的     

共轭聚合物中的量子限制效应和能量传递

在共混的两种共轭聚合物中,采用分子自级装技术制备了嵌段共轭聚合物量子线的异质结构,通过室温下吸收光谱、发光光谱和激姨光谱的研究证实了在这种嵌段共轭聚合物量子线的异质结构中存在很强的激子限制效应以及链内和链间的有效能量传递。     

纳米MEH-PPV阵列的光致发光

以多孔氧化铝为模板,将可溶性发光聚合物聚（2-甲氧基-5-（2’-乙基己氧基）-1,4-对苯乙炔）（MEH-PPV）镶嵌在纳米孔中,制备出高发光效率的纳米发光聚合物阵列,其光学特性与MEH-PPV薄膜显著不同。纳米孔内的MEH-PPV分子链形成链束,链束中的分子链数目依赖于制备纳米MEH-PPV阵列所用溶液的浓度。相对于稀溶液,在由浓溶液制备的纳米MEH-PPV阵列中,MEH—PPV链束的分子链数目较多,链间作用使MEH-PPV的能带展宽,能隙减小,因而浓溶液获得的纳米MEH—PPV阵列的光致发光峰红移。热处理纳米MEH-PPV阵列的PL谱表明,纳米孔内的聚合物分子链的弛豫运动受到限制。     

高浓度敏化剂掺杂的NaYF4∶Yb3+,Er3+纳米材料的合成及发光性能研究

为了探究泵浦功率对不同浓度敏化剂离子掺杂的上转换材料发光特性的影响,采用溶剂热法,成功制备了不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的NaYF₄∶Yb3+, Er3+上转换纳米颗粒。首先对这种纳米晶体的结构和形貌进行了详细的分析,使用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜测试了制备的纳米晶体的结构和形貌。表征结果证明了制备的纳米颗粒均为结晶性良好、形状规则的六方相纳米晶体,随着Yb3+掺杂浓度的提高,纳米晶体的粒径有所增加。在此基础上,通过控制泵浦功率对不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的NaYF₄∶Yb3+, Er3+上转换纳米颗粒在980 nm激发光下的光致发光特性做了详细的研究。对于不同浓度敏化剂掺杂的样品,随着泵浦功率的提高,上转换发光的强度增强,这可以归因于高泵浦功率促进材料对激发光的吸收。上转换发光的红绿比也得到了提高, 值得注意的是, 在不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的样品中,发光的红绿比改变的程度和可调谐的范围有所不同。为了深入的了解上转换发光机制,对不同浓度样品中可能发生的电子能量传递机制进行了讨论并提出假设,认为上转换发光过程中,不同浓度样品中红绿比变化程度的不同是发光离子组合之间的平均距离和包括多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递的非弛豫过程的综合作用。在低浓度敏化剂掺杂的样品中,由于掺杂浓度导致Yb3+和Er3+之间的平均距离较大,反向能量传递过程比较微弱。在非弛豫过程中,发生在同一发光中心Er3+上的多声子弛豫和相邻发光中心Er3+之间的交叉弛豫为主要过程。随着泵浦功率的提高,高能级的布居速率增加减弱了非辐射弛豫对发光的影响,材料的红绿比只有微弱的提高,绿光是上转换发光中的主要成分。随着掺杂浓度的提高,敏化剂离子Yb3+和激活剂离子Er3+之间的平均间距减小,反向能量传递过程得到增强,成为非辐射弛豫过程中的主要部分。由于泵浦功率增强而提高的高能级对上转换发光的贡献,通过相邻敏化剂和激活剂离子之间的反向能量传递过程得到迅速的衰减,使红光成为上转换发光中的主要成分。在980 nm的近红外光激发下,在不同浓度Yb3+掺杂的样品中存在不同侧重的非辐射弛豫过程, 由于多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递共同作用,红绿比随着泵浦功率提高而增加。这种发光特性不但使得我们得到红光性能更好的上转换荧光材料,而且可以通过测定材料的红绿比来判定材料的掺杂浓度。经过进一步的设计和修饰,这种纳米材料很有潜力作为一种多功能光动力治疗纳米平台在生物检测领域中得到应用。不同浓度样品中可能发生的电子能量转移过程的提出,有利于对上转换发光机理的了解和稀土发光离子组合的设计和优化。     

一种新型卟啉侧链聚合物的飞秒荧光动力学

研究了一种新型的卟啉侧链聚合物丙烯腈丙烯酸卟啉酯共聚物{poly[porphyrin acrylate-acrylonitrile](p[(por)A-AN]}的链间和链内的卟啉分子的相互作用对聚合物薄膜发光性质的影响。通过采用飞秒荧光光谱技术测量了p[(por)A-AN]薄膜的荧光动力学过程。测量结果表明:纯p[(por)A-AN]薄膜(~450ps)显示出了比混合物薄膜p[(por)A-AN]/polystyrene(PSE)(~1.3 ns)快得多的荧光弛豫过程。而p[(por)A-AN]/PSE混合物薄膜显示出较纯p[(por)A-AN]薄膜增强的荧光效率。增加p[(por)A-AN]分子内卟啉侧链基团的浓度导致纯p[(por)A-AN]薄膜和p[(por)A-AN]/PSE混合物薄膜的荧光效率的增强和寿命(由近26~36 ps)的增加。分子间和分子内卟啉侧链基团之间的无辐射能量转移和分子内卟啉侧链基团的旋转运动在p[(por)A-AN]的荧光动力学过程中起着重要的作用。     

多孔硅的时间延迟光谱

利用时间延迟光谱技术测量了多孔硅的发光光谱. 实验结果表明,多孔硅的发光是复杂的动力学发光弛豫过程,时间延迟光谱测量技术在研究复杂动力学发光过程方面比稳态光谱测量方法更有效.     

基于振动光谱成像技术的聚合物共混体系研究进展

振动光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感。分子振动光谱成像作为一种原位无损检测技术,广泛应用于聚合物共混体系结晶、相态分布、界面扩散等性质的研究。本文综述了拉曼(Raman)光谱和红外(IR)光谱成像技术以及其衍生的具有高空间分辨率的红外-原子力联用技术(IR-AFM)、拉曼-原子力联用技术(Raman-AFM)以及针尖增强拉曼光谱技术(TERS)在聚合物共混体系研究中的最新应用进展,以探索并扩展振动光谱成像技术在高分子领域中的应用。     

环形聚乙炔分子桥的电导研究

我们选择了由40个CH基团组成的环形聚乙炔链作为分子桥,基于Landauer-Buttiker理论,利用求解散射波函数的方法,研究了这种环状聚乙炔分子桥与金属多端连接的电导随能量的变化关系.结果表明,在给定入射端的条件下,电导在正负能量上是对称的,当各个端口满足旋转对称性时,相对于入射端对称的两个出射端的电导相同.当分子桥耦合较弱时,电导对能量的变化相当敏感.     

纳米银胶中PVP和Alq3的荧光猝灭研究

本文通过湿法化学还原法合成了平均粒径为4.42nm、标准差为0.98nm的球形银纳米颗粒,并研究了在不同反应时间后获得的银纳米颗粒对PVP和Alq3的荧光猝灭效应。通过深入研究发现,PVP的荧光猝灭效应主要由于其分子链上的酮基与Ag颗粒之间发生了静电吸附,进而导致处在激发态的PVP分子与银颗粒之间产生电子或者能量转移(即非辐射弛豫),猝灭了PVP的荧光发光;而Alq3的荧光猝灭效应则主要归因于银纳米颗粒的欧姆损耗。通过采用时域有限差分法进行模拟发现,溶液中随机分布的银纳米颗粒,不仅能够吸收激发电磁波,削弱激发场强度,而且能够吸收荧光分子辐射的电磁波,进而猝灭了Alq3分子的荧光效应。这些研究成果将有利于了解金属纳米颗粒与PVP及Alq3分子荧光发光之间的关系,为调控荧光发光提供指导。     

正丙醇、正丁醇和正辛醇中Debye弛豫动力学的测量与分析

单羟基醇具有其他液体通常所不具备的Debye弛豫过程,随着研究工作的开展,一些与之相关的新现象和新问题也逐渐被发现,深化了对物质结构和动力学的认知.为了进一步研究Debye弛豫过程的动力学及其受分子构成影响的情况,本文通过介电谱方法对3种无支链无侧基伯醇中的Debye弛豫进行测量与分析,揭示了该过程的一些变化规律.在正丙醇、正丁醇和正辛醇这3种伯醇中Debye过程的特征温度、VogelFulcher-Tammann (VFT)温度的倒数和强度参量以及弛豫单元在高温极限下的激活能和固有振动频率的对数几乎都随分子内碳原子数的增加而线性增加.但是VFT温度变化不大,具有一致性,表明这3种单羟基醇中Debye过程的弛豫单元应该相同,进一步验证了Debye弛豫来源于氢键分子链中羟基的观点.将样品的沸点和熔点等信息与上述激活能的变化进行对比,表明氢键作用与分子之间的整体相互作用具有正相关性.另外,将强度参量的变化情况与相关理论进行结合,给出了研究液体脆性的一个可能视角;三者弛豫过程与乙醇结果的对比,显示出Debye弛豫与α弛豫的分离程度会受到分子链长的影响,也为Debye弛豫的研究提供了切入点.这...     

单链DNA在受限环境中伸展的Monte Carlo模拟

将MonteCarlo方法和键长涨落算法相结合,模拟了受限于两平行平面间的单链DNA分子在外力作用下的伸展以及撤除外力以后弛豫的动力学过程,研究了受限程度对DNA分子的伸展长度及弛豫过程的影响.结果表明,随着受限程度的增加,DNA分子链的构象更加伸展,这主要是由于随着平面间距的减少,DNA分子不同链段之间流体力学相互作用将会被平面屏蔽所致,受限程度不同时DNA分子的弛豫过程进一步证实了这一点.DNA分子的伸展长度(即末端距)随着流速的变化关系与文献给出的实验结果及其对此所做的理论分析是基本一致的.     

噁嗪750激光染料分子在醇类溶剂中超快动力学研究

利用飞秒时间分辨荧光亏蚀光谱技术,研究了噁嗪750激光染料分子在典型的醇类溶剂中超快动力学过程.实验发现两个超快动力学过程:飞秒量级的快速弛豫过程和皮秒量级的慢速弛豫过程.快速弛豫过程来源于分子内振动能量再分配(IVR)和溶剂分子超快惯性弛豫动力学过程,而慢速弛豫过程对应于溶剂化的扩散分子弛豫动力学过程.实验结果表明慢速弛豫过程的时间常数随醇溶剂分子间氢键键能的增强而增大.     

ZnS:Eu2+的长余辉发光

Eu2+的5d能级在许多晶体中都低于其4f能级的最低激发态(6P7/2),因此发光呈带状光谱,且发射波长随基质变化很大。由于5L→4f是容许跃迁,所以发光的衰减很快,通常在μs数量级,出人意料的是ZnS:Eu的发光尽管也是Eu2+的5d→4f跃迁,但衰减却极慢,达几十分钟的数量级。弛豫曲线的分析表明,这种长的弛豫是电子陷阱造成的。     

InGaAs/GaAs量子链的光学特性研究

研究了InGaAs/GaAs量子链的稳态和瞬态光谱特性,特别是载流子的动力学过程.实验发现荧光寿命有很强的探测能量依赖关系,荧光寿命随发光能量的增加而减小;实验还发现,当激发功率较小时,荧光寿命随激发功率增大而增大,当激发功率足够大时,荧光寿命趋于饱和.这些结果清楚地表明,在量子链结构中,参与发光的载流子之间存在明显的耦合和输运现象,进一步分析表明,这种输运主要是由于载流子沿量子链方向的耦合造成的.发光的偏振特性研究进一步证实了载流子沿量子链方向输运过程. 关键词： InGaAs/GaAs 量子点 量子链