由芴炔撑和苯并噻二唑组成的新型共轭聚合物的合成与光学性能

采用Pd(PPh₃)₄和CuI作为催化剂,在三乙胺和甲苯溶液中,采用2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴(PFE)和4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑(BT),以不同配料比合成了一系列新型的聚芳炔聚合物。所有这些聚合物的数均分子质量M_n约为4000~12000,并在三氯甲烷和甲苯中都有很好的溶解性。研究了其紫外-可见吸收光谱、光致发光性能。随着共聚物中BT的增加,共聚物的光致发光的发射波长有少量红移,证明了由宽能带的2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴(PFE)和窄能带的4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑(BT)组成的共聚物,由于激子在窄能带单元中的限制使得在宽能带单元和窄能带单元之间发生了有效的分子内的能量转移。因此在聚芴炔链中引入不同含量的窄带隙杂环单元可实现对聚芴发光颜色的调节。     

含有烷基侧链的杂环芴基共聚物的光电性能

通过对9,9-二辛基芴(DOF)与4,7-二噻吩-2,1,3-萘并噻二唑(DNT)共聚物(PFDNT)和9,9-二辛基芴(DOF)与4,7-二(3-己基噻吩)-2,1,3-萘并噻二唑(HDNT)共聚物(PFHDNT)的光电特性进行比较研究,发现烷基侧链上引入杂环窄带隙单体能有效提高芴基共聚物的分子量和光荧光的量子产率。共聚物PFHDNT的光致发光和电致发光峰相对于共聚物PFDNT发生了蓝移,可能是由于长烷基侧链的空间位阻减小了π^*有效共轭长度导致其发射峰发生蓝移。此外共聚物PFHDNT器件的电荧光量子效率并未由于引入烷基侧链而降低。     

由窄带隙芴基共聚物制备的有效光伏电池

对基于9, 9-二辛基取代芴与4, 7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑(SeBT)的共聚物(PFSeBT)的光伏电池，着重研究了阴极与共混比例对器件性能的影响，研究表明，当共混比例为PFSeBT: PCBM=1:2、并且采用LiF/Al做阴极时，器件的性能最优：开路电压1.00 V，为短路电流密度为4.42 mA/cm2，能量转换效率为1.67% (AM1.5，100 mW/cm2)，短路电流密度与入射光强间存在幂指数关系，幂指数为0.887，所有器件的光敏响应延均展至680 nm以上。上述研究结果表明，PFSeBT是一种非常有希望的聚合物光伏电池电子给体相材料。     

新型含咔唑聚芴类共轭聚电解质及其前驱体的合成与光电性能

采用Suzuki偶合反应成功地合成了一系列在主链上具有不同含量苯并噻二唑单元的聚咔唑和含胺基芴的衍生物:聚[3,6-(N-(2-乙基己基))咔唑-2,1,3-苯并噻二唑-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴](PCzN-BTDZ);通过对所得聚合物的季铵盐化后处理得到了其相应的聚电解质衍生物:聚[3,6-(N-(2-乙基己基))咔唑-2,1,3-苯并噻二唑-9,9-(双(3′-(N,N-二甲基)-N-乙基铵)丙基)芴]二溴(PCzNBr-BTDZ)。通过对它们的电致发光性能的研究,发现所有的聚合物用高功函数铝作阴极的器件具有和用钡/铝作阴极的器件相近的发光性能,说明这类聚合物具有良好的电子注入性能。不同比例的2,1,3-苯并噻二唑(BTDZ)的引入使聚合物中发生有效的能量转移,调节了聚合物的发光颜色;同时也提高了聚合物的器件性能。其中聚合物PCzN-BTDZ1在器件结构为ITO/PEDOT/PVK/Polymer/BaAl时的效率达0.99%,高于PCzN在相同器件结构时的效率(0.14%)。     

TBT/CuPc复合薄膜的制备及能量/电荷转移研究

在4,7-二(4-三-苯胺基)-2,1,3-苯并噻二唑[4,7-bis(4-triphenylamino)-2,1,3-benzothiadiazole,TBT]和酞菁铜(copper phthalocyanine,CuPc)的混合硝基甲烷溶液中,采用质子化-共电沉积( PCD)的方法制备得到了TBT∶CuPc共混复合...     

免光学间隔层的高效聚合物太阳能电池

使用相对聚(3乙基噻吩)(P3HT)具有更低能带结构的聚{[9-(1辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-2基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5噻吩二基}(PCDTBT)作为电子给体材料和较C60衍生物(PC60BM)具有更广光谱吸收能力的C70衍生物(PC70BM)作为电子受体材料构建共混体系活性层,制备有机聚合物太阳能电池。通过控制活性层薄膜生长速度、环境得出在N2环境中静置10min时聚合物电池达到了5.65%的高光电转换效率(PCE)。然后,通过进一步优化活性层薄膜厚度短路电流密度大幅提升至14.2mA/cm2,PCE达到5.84%。结果表明,在不使用TiOx等光学间隔层的情况下,通过控制活性层薄膜生长过程和优化活性层薄膜厚度也可以大幅增加短路电流密度,获得高的PCE。     

CsF/Al阴极对提高芴基饱和红光器件性能的研究

从聚合物/电极界面修饰的角度对基于饱和红光聚合物PFO-SeBT(9,9-二辛基芴与4,7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑的无规共聚物)的发光二极管的性能进行了改进，通过采用CsF/Al阴极并优化CsF的厚度以及在PFO-SeBT1/阳极界面插入聚乙烯基咔唑(PVK)层，使器件的最大电致发光外量子效率达到1.79%，比采用低功函数的金属Ba/Al阴极器件的效率提高了两倍多.器件的性能得以改善的原因是CsF/Al阴极能有效提高电子注入能力以及PVK层对电子的阻挡作用. 关键词： 聚合物发光二极管 聚合物/电极界面 CsF/Al阴极 电子注入     

Si掺杂4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔在SnO_2(100)表面吸附的理论研究

采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,在GGA/PW91/DNP水平上研究了4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔(简称PTE-DTBT)和Si掺杂4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔(简称PTE-DTBT-Si)在SnO_2(100)表面的吸附.通过吸附前后化合物PTE-DTBT和PTE-DTBT-Si的Mulliken charge和前线轨道分析表明:当PTE-DTBT和PTE-DTBT-Si吸附在SnO_2(100)表面时,PTE-DTBT向SnO_2(100)表面转移了0.059 e电荷,SnO_2(100)表面向PTE-DTBTSi转移0.042 e电荷;同时前线轨道能隙变窄.通过吸附前后SnO_2(100)表面的能带和态密度分析表明:在SnO_2(100)表面吸附了化合物PTE-DTBT和PTE-DTBT-Si后,SnO_2中价带和导带间的禁带变窄或消失.且研究表明,PTE-DTBT掺杂一个Si原子后,电池材料光伏性更好.     

一种近白光发射聚合物的合成与发光性能

采用Suzuki偶联反应,将9,9-二辛基芴(DOF)和4,7-二噻吩-2,1,3-苯并噻二唑(DBT)共聚,通过调节聚合物中DBT基团的含量来改变其发光颜色,合成了近白光发射的聚合物PDOF-DBTx。通过测试聚合物的光致发光光谱发现:不同配比下的聚合物的红光和蓝光发射峰的位置都没有变化,只是两个发射峰的相对强度发生了变化,随着DBT含量的增加,聚合物的红光峰强度增强;当PDOF-DBTx中x的值为0.05%时,聚合物的发射最接近白光,其发光的色坐标值为(x=0.40,y=0.32);通过热分析和原子力显微镜观察得出,PDOF-DBTx这类聚合物都具有良好的热稳定性和成膜性。     

高效饱和红光聚电解质的发光及电子注入特性研究

以新型的环境友好的水/醇溶性胺基化或者季铵盐化的芴和含硫窄带隙共聚物4,7-二噻吩-2-基-2,1,3-苯并噻二唑的共轭聚电解质为发光层，以高功函数金为电极，制备了一系列高效饱和红色单层发光二极管. 对PFN-DBT10，在38.7mA/cm²下外量子效率达到0.42%，色坐标位于(0.67，0.33). 这类聚电解质解决了发光器件层间的互溶问题，以它和高功函数金组成双层复合阴极，制成了高效三基色双层发光二极管. 通过单层和双层器件结构系统地研究了这类新型聚电解质的发光特性和电子注入特性，器件效率的提高与这类聚电解质和高功函数金电极界面相互作用有关.     

YAG中Cr3+和Yb3+的发光特征以及Cr3+和Yb3+之间的能量传递过程

室温下观察了YAG:Cr³⁺,Yb³⁺材料在近红外区域的发光特性, 并通过对Cr³⁺:⁴T₂和Yb³⁺:²F_5/2能级辐射跃迁寿命以及它们布居时间的比较研究,提出了从Cr³⁺到Yb³⁺的能量传递机制,同时借助于能级图描述了从Cr³⁺到Yb³⁺的能量传递以及Cr³⁺和Yb³⁺的近红外发光过程。     

Efficient White Light Emission Using a Single Copolymer with Red and Green Chromophores on a Conjugated Polyfluorene Backbone Hybridized with InGaN-Based Light-Emitting Diodes

We report an efficient white-light emission based on a single copolymer/InGaN hybrid light-emitting diode. The single copolymer consists of a conjugated polyfluorene backbone by incorporating 2,1,3-benzothiadiazole （BT） and 4,7-bis（2-thienyl）-2,1,3-benzothiadiazole （DBT） as green and red light-emitting units, respectively. For the single copolymer/InGaN hybrid device, the Commission Internationale de 1＇Eclairage （CIE） coordinates, color temperature Tc and color rendering index Ra at 20mA are （0.323,0.329）, 5960K and 86, respectively. In comparison with the performance of red eopolymer PFO-DBT15 （DOF：DBT=85：15 with DOF being 9＇9- dioctylfluorene） and green copolymer PFO-BT35 （DOF：BT=-65：35） blend/InGaN hybrid white devices, it is concluded that the chemically doped copolymer hybridized device shows a higher emission intensity and spectral stability at a high driving current than the polymer blend.     

矢量介子及其激发态的讨论

在Regge唯象下, 首先研究自旋-宇称多重态中六个介子质量间的关系式. 运用验证后的关系式, 重点计算基态矢量介子多重态(1³S₁)中尚未观测到的双重粲-底介子 B_c^*的质量. 还计算了径向激发态2³S₁多重态的介子质量和轨道激发态1³G₅介子九重态的质量. 根据计算结果结合实验数据和其他理论进行讨论, 建议在6355 MeV附近寻找和研究 B_c^*介子, 将 D(2600)和 D_s1(2700)分别作为主要成分为 nc(2³S₁)和 sc(2³S₁)的态进行研究; 分别在5812, 5917, 6896 MeV附近寻找矢量介子第一径向激发态 B^*(2S), B_s^*(2S)和 B_c^*(2S). 建议将 ω₅(2250)安排在1³G₅介子九重态的同位旋标量态, 实验上在2259 MeV附近进一步研究 ρ₅(2350)的性质, 在2438 MeV附近寻找和研究 φ₅(1³G₅). 研究结果对于相关介子的自旋-宇称安排和通过实 验寻找新的介子激发态具有重要的参考价值. 关键词： Regge唯象 矢量介子 质量谱     

Evolution of optical properties and molecular structure of PCBM films under proton irradiation

Low-energy proton irradiation effects on the optical properties and the molecular structure of phenyl-C₆₁-butyric acid methyl ester (PCBM) are studied in this work. The PCBM films are irradiated by 100-keV proton beams with fluences of 5×10¹² p/cm², 5×10¹³ p/cm², and 5×10¹⁴ p/cm², respectively. The photoluminescence (PL) peaks of the post-irradiated PCBM films show a progressive decrease in the peak intensity as the proton fluences increase, which can be attributed to the deep defect levels induced by proton irradiation. Additionally, a slight blue-shift in the PL spectrum is also observed at a proton fluence of 5×10¹⁴ p/cm². The underlying mechanism can be traced back to the lift of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level, which is caused by the attachment of methoxy radicals on ortho position of the phenyl ring in the post-irradiated PCBM structure. This work is of significance in understanding the radiation hardness and the damage mechanism of the PCBM film in radiation environments, which is essential before it is put into practical application in space.     

共轭支链含腈基的聚对苯乙烯衍生物的合成及光谱特征

通过HECK法共聚将腈基引入聚对苯乙烯(PPV)的共轭支链,得到聚合物DiCN-PPV。通过核磁共振(¹H-NMR)、质谱(MS)、元素分析及GPC确定了组成和分子量。探索了聚合反应时间和温度对聚合物分子量及产率的影响。结果表明,该聚合物具有较高的热稳定性(T_d>247℃),在100℃反应62 h可以得到产物分子量M_n=1.76×10⁴,分散度P_d=1.9,产率50%。以紫外吸收光谱及荧光光谱分析了该聚合物溶液及其膜的基本光谱特征,表明D iCN-PPV中D-A(Donor-Acceptor)给受体的结构发生分子内的能量转移,从而导致了新的能级结构。它的荧光为红光λ_max=645 nm,是一种潜在的有机红光新材料。     

快重离子辐照对非晶态SiO2薄膜光致发光谱的影响

用湿氧化法在单晶硅表面生长了非晶态SiO2薄膜,再用高能Pb和Xe离子对薄膜进行辐照,最后用荧光光谱分析了辐照参数(剂量、电子能损值)与发光特性改变的相关性.研究发现,快重离子辐照能显著影响薄膜的发光特性,进一步分析显示,辐照导致了SiO2薄膜内O-Si-O缺陷、缺氧缺陷和非桥式氧空位缺陷的产生,且缺氧缺陷和非桥式氧空...