共轭链对具有特殊电荷转移结构分子超极化率的影响

近年来实验发现扭曲型分子内电荷转移（TICT）分子具有独特的分子内电荷转移机理和不同寻常的NLO响应系数。本文在MP2/6-311++G(d,p)水平上,结合有限场方法系统探讨了不同共轭链及共轭链长度对TICT分子一阶超极化率β的影响,并与传统D-π-A分子相比较。研究表明,共轭链对TICT分子与传统D-π-A分子β影响不同,且随着共轭链增长,TICT分子β提高更为显著。特别是共轭链为苯环的P4分子,当苯环重复单元数n=3时,其β远远大于其它具有不同共轭链的分子。     

伴随着分子内电荷分离的分子内转动模型的时间分辨荧光光谱研究

本文采用时间分辨荧光光谱方法,考查了两种7-胺基香豆类素衍生物分子在不同溶剂中的荧光辐射弛豫过程,研究了环境因素对伴随着分子内电荷转移的分子内转动激发态(TICT)弛豫过程的影响。结果说明TICT态是非刚性香豆素分子激发态无辐射弛豫路径之一,这一过程受到环境介质的极性、粘度和温度的影响。并指出了在考虑粘度影响时,须对DSE理论进行修正,同时提出了TICT态存在位垒的观点。     

共轭链长及羰基位置对分子二阶极化率的影响

采用引入外场微扰的ＣＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ方法，计算一系列二苯基烯酮类化合物的分子二阶极化率（或二阶非线性光学指数）γβｖｃｃ值选取了苯环上含不同取代基团的化合物，从羰基在共轭链中的位置及共轭链长度方面，探讨了其微观二阶非线性光学效应的变化规律，结果表明，共轭链中羰基位置对βｖｃｃ值得重要的影响，并且呈现出一定的规律性，对于苯环上取代相同基团的化合物，其分子二阶非线性光学系数随共轭链长度的变化成指数关系     

基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料的π-共轭桥与光物理特性间的关系（英文）

蓝色荧光材料在作为有机发光器件(OLED)的蓝光发光层材料方面具有很大的商业应用潜力。本文将4-(9H-咔唑-9-基)苯胺(CzPA)作为电子给体单元、三氟甲基苯基(FMP)作为电子受体单元,通过在CzPA和FMP之间分别引入苯,9,9'-二辛基-9H-芴和双(9,9′-二辛基-9H-芴)作为π-共轭桥,设计并合成了一系列基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料(CzPA-B-FMP,CzPA-F-FMP,CzPA-DF-FMP),并研究π-共轭桥与材料光物理性质之间的关系。通过对材料的相关光物理性质以及电荷转移特性的详细比较,可以分析得出:CzPA和FMP之间的π-共轭桥长度的增加可以增强激发态的局部激发特性,进而提高这些材料的荧光量子效率和器件的外量子效率。但是,过长的π-共轭桥将导致更大的分子间共轭效应,不利于材料光物理性质的优化。     

Spectral Properties and Solubilization Location of 2''-Ethylhexyl 4-(N,N-Dimethylamino)benzoate in Micelles

在阳离子、非离子和阴离子表面活性剂胶束溶液中,研究了4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸2'-乙基己基酯(EHDMAB)的双重荧光和紫外吸收．当EHDMAB增溶在不同的胶束溶液中,紫外吸收增强,在离子型胶束溶液中,可观察到具有较长波长的EHDMAB分子内扭转电荷转移(TICT)荧光,相反,在非离子型胶束溶液中,可观察到具有较短波长TICT荧光,特别是位于阳离子胶束Stern层中的吡啶阳离子可强烈猝灭EHDMAB分子的双重荧光,所吸收的紫外辐射主要通过TICT荧光和非辐射去活化衰减．按照EHDMAB分子TICT荧光在有机溶剂中的极性依赖性,EHDMAB分子的4-(N,N-二甲氨基)在离子型胶束和非离子型胶束中处于不同的极性环境;根据EHDMAB和表面活性剂分子的结构和大小分析,EHDMAB分子的4-(N,N-二甲氨基)应朝向胶束的极性头基团,而2'-乙基己基链则朝向疏水性的胶束内核．动态荧光猝灭测量为EHDMAB分子在不同胶束中的位置进一步提供了佐证．     

一种新型双共轭链分子非线性光学性质的理论研究

对实验室合成的双共轭链分子1,4-二(4-二乙胺基苯乙烯基)-2-［4-(N-甲基-N-羟乙基)氨基-4′-硝基偶氮苯］-5-己烷氧基苯(BSBAB)及合成它的单共轭链分子的单光子和双光子吸收特性在从头计算的基础上利用密度泛函理论进行了研究.分子BSBAB的优化结构显示，组成该分子的横链和纵链除了保持各自的共轭面外，几近相互垂直.因此，分子BSBAB较好地继承了两个单共轭链分子的光学特性.计算结果表明，在低能量范围内，分子BSBAB具有三个双光子吸收峰，分别来自于两个单共轭链分子以及两者的耦合作用.从理论上证明了双共轭链分子BSBAB是一种具有宽带强双光子吸收的分子材料.理论结果和实验结果符合得较好.在HF水平上的响应函数方法进一步证实了有限态求和方法计算结果的可靠性.还给出了电荷转移态的电荷迁移过程. 关键词： 双光子吸收 双共轭链有机分子 非线性光学     

Spectroscopic Properties and Three-photon Absorption Induced Optical Limiting of Series of Novel Nonlinear Chromophores

合成了三种新的具有D-π-D型分子结构和延伸共轭长度的非线性生色团,溶剂化显色分析显示由于跃迁时在基态和激发态之间有较大的偶极矩变化从而表现出较强的分子内对称电荷转移的性质.探讨了这些非线性生色团的基于三光子吸收的光限幅效应,在波长为、1064 nm的纳秒脉冲的作用下,呈现较大的三光子吸收系数,相应的生色团分子的三光子吸收截面高达10-74 cm6s2数量级.     

对苯二甲酸-双(4-甲氧基苯酯)及其衍生物的结构与光谱

在密度泛函理论B3LYP/6-31 G*水平上计算研究了对苯二甲酸-双(4-甲氧基苯酯)及其OH和F腰接取代化合物的几何结构与红外振动光谱和电子光谱性质。研究发现这类化合物的酯基碳氧原子与苯环形成不同的离域大π键,空间位阻效应和共轭效应使三个苯环位于不同平面上,二面角在53°～59°范围。含时密度泛函理论计算第一激发态的电子垂直跃迁能,表明最大吸收光谱全部源于分子中HOMO→LUMO的π→π*跃迁,对应的最大吸收波长数值位于370～384nm之间,属于紫外区。腰接基对这类化合物的几何结构影响不大,仅由于空间位阻效应,使苯环(1)和苯环(2)之间的二面角增大3°～4°,但对其所在苯环的变形及其氢的振动有一定影响。同时,腰接羟基使HOMO→LUMO的能隙略有减小,最大吸收波长略有增大。腰接氟时因弱的共轭效应使得HOMO→LUMO的能隙减小0.1209eV,导致最大吸收波长红移14nm。     

1，4-二甲氧基-2，5-二乙烯基苯系列衍生物的双光子吸收截面

在HF水平上，利用解析响应函数方法，研究了1，4_二甲氧基_2，5_二乙烯基苯系列衍生物 分子的单光子和双光子吸收特性. 实验测量了反，反_2，5_双(4′_N,N_二丁胺基苯乙烯)_1 ，4_二甲氧基苯分子的单光子和双光子荧光谱. 研究结果表明该系列分子具有较强的双光子 吸收特性. 在低能量范围内，对于D_π-A型分子，分子的单光子吸收强度和双光子吸收截面 最大值都发生在分子的第一激发态. 对于D_π_D型分子，单光子吸收强度最大值出现在分子 的第一激发态，而最大双光子吸收值则对应于分子的第二激发态. 分子的单和双光子吸收强 度和分子官能团的电性有关. 对于由该类π中心部分构成的分子，其对称型不一定比不对称型更有利于提高双光子吸收截面. 分子基态与电荷转移态的电荷转移过程定性地解释了双光 子聚合反应的聚合机理. 关键词： 双光子吸收 响应函数方法 非线性光学     

链构象对稀溶液中MEH-PPV的光致发光的影响

聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-对苯乙炔)(MEH-PPV)在溶液中的链构象依赖于溶剂的性质,共轭聚合物的发光特性受链构象影响明显。在稀溶液中,不良溶剂含量的增加使MEH-PPV分子链更加紧缩卷曲,单个分子链内更多共轭链段发生聚集,光激发形成的链间激子增加。通过对MEH-PPV稀溶液的光谱分析,发现链间激子的形成过程依赖于激发光的能量(hv)。在激发光能量大于聚合物的最低激发能(E4)的情况下,大部分链内激子通过辐射复合发光,少部分链内激子沿分子链转移到聚集的共轭链段上形成链间激子。在hv＜Ea的情况下,单个分子链内聚集共轭链段吸收光子能量形成链问激子并复合发光。     

4氢-吡喃-4-硫酮1(n-π*),1Ag-(π→π*)和1Bu+(π→π*)等的激发态特征

理论上4氢-吡喃-4-硫酮的激发态特征用量子化学方法以及二维实空间分析法和三维立体实空间分析法加以研究.理论上的结果揭示1(n→π*)和1Ag-(π→π*)激发态是分子内电荷转移(ICT)激发态,而1Bu (π→π*)激发态是离域激发态.它们的跃迁偶极矩的强度和方向用三维密度跃迁(TD)加以解释,用三维电荷密度差(CDD)观察分子间电荷转移(ICT)的激发态特征或局部激发态特征.用二维实空间分析法研究电子.空穴相关性,离域化和激子的尺寸.     

D-π-A-π-D型小分子红光材料的制备及其性能

开发新型有机红光材料对于制备高性能红光有机电致发光器件具有重要的研究意义。本文采用SUZUKI偶联反应,以芴酮为受体(A)、3,4,5-三甲氧基苯为给体(D)合成了新型D-π-A-π-D结构的有机红光材料(3MeFO)。通过1H NMR谱、13 C NMR谱和X单晶衍射确认了分子结构,该化合物展示了较强的电荷转移作用和良好的共轭结构,其晶体的发射峰达到620 nm。从单晶结构中看出甲氧基的引入有利于在分子间形成大量的氢键,有效地增强了分子间的相互作用。同时,该材料表现出良好的热稳定性能和电化学性能,使得其在OLED中展示了良好的电致发光性能。     

3-苯基-6-(4-甲苯基)-1,2,4-三唑[4,3-b]-1,2,4-三嗪晶体结构及其光电性能

为了开发稠环化合物3-苯基-6-(4-甲苯基)-1,2,4-三唑[4,3-b]-1,2,4-三嗪的光电性能,本文利用Gaussian程序研究了该化合物的晶体结构,采用密度泛函理论B3LYP方法选取6-31G(d)基组对其性能进行了量子化学计算研究,得到了稳定的几何构型和键长、键角且数据与实验值相符.从电荷转移、前线轨道能量和电子发射光谱等性质探讨了6位苯环上含有不同取代基时化合物性能的变化,含不同取代基时化合物分子的发射波长介于512～521 nm之间,并对含不同取代基化合物的光电性能进行分析.不同取代基以诱导和共轭效应协同作用于化合物上,通过改变电荷转移数量来影响化合物光电性能.根据计算结果预见该类化合物可以用来做光电材料.     

基于α-肉桂酰环乙烯酮二硫缩酮的一类新型D-A有机发光材料的理论

用密度泛函理论B3LYP方法对四种新型D-π-A分子(PKD,NKD,TKD和CKD)进行基态几何构型全优化,计算分子的电离势IP和电子亲和势EA等相关能量。用含时密度泛函(TDDFT)方法计算吸收光谱,用单组态相互作用方法(CIS)优化四种化合物分子的S₁激发态结构,分析其能量与发射光谱的关系。根据化合物组成的不同恰当地选择泛函计算分子的发射光谱,并与实验结果对照表明,计算结果比较可靠。     

侧链结构对PPV/C60组合体系的激发传递和电荷转移过程的影响

本文考察了不同的侧链长度对聚对苯乙炔（PPV）衍生物的光学性质等的影响,以及PPV／C60的组合薄膜中的激发传递和电荷转移过程,结果表明随着连接在PPV的侧链长度的增长,其π-π跃迁带隙变窄,使得吸收和发射峰的位置逐渐红移;同时观测到PPV／C60间存在着极有效的激发传递过程,从而使得PPV衍生物的荧光在很大程度上被C60分子所猝灭;MD－PPV／C60组合膜中观测了C60的吸收峰,这表明该体系存在着基态电荷转移过程,同时也表明PPV衍生物与C60分子间的相互作用和PPV的侧链长短密切相关。     

磷脂酰乙醇胺单分子膜的相变因素分析及原子力显微镜观测

通过π-A曲线(π:膜对浮片所施之力,A:单分子所占的面积)研究浓度、pH值、温度以及蔗糖对磷脂酰乙醇胺相变的影响.实验表明:(1)当浓度较高时,磷脂酰乙醇胺的π-A曲线随着浓度的增加重合性较好,平均分子面积和表面膜压有较好的对应.当浓度较低时,π-A曲线重合性较差,在低密度情况下,磷脂酰乙醇胺分子的排列不紧密,致使分子的随机运动对膜压的影响较大;(2)亚相处于较强的酸性或者碱性状态下均会使磷脂酰乙醇胺分子的相变变慢,pH值过高或过低都会对膜有较大的破坏作用;(3)当温度逐渐增大,而保持平均分子面积不变时,随着温度的增加,t-pa曲线(温度-膜压)逐渐由一条直线变成抛物线,这说明随着温度的增加磷脂酰乙醇胺凝聚膜会向液态扩张膜转变,即随着温度的增加相变延迟;(4)蔗糖对磷脂酰乙醇胺单分子膜有较强的稳定作用,且这种作用在生理条件下最为明显.用原子力显微镜直接观测了不同压力下转移至云母表面分子层的形貌特征,进一步解释了磷脂酰乙醇胺单分子膜相变的微观分子机制.     

DFT研究给/吸电子取代基对D-π-A型苯并噻唑衍生物光电性质及非线性光学性质的影响

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法计算了苯并噻唑及其三种D-π-A型衍生物的电子结构、电子光谱及重组能,同时结合有限场(FF)方法计算了它们的二阶非线性光学系数βtol值,从而探索取代基与分子的电荷分布、电子光谱及非线性光学性质的关系.计算结果显示,在母体分子的2,5位同时引入给/吸电子基团,2位碳原子的电荷布居发生较大变化,且分子的HOMO能级升高,LUMO能级降低,能隙减小,吸收和发射光谱发生显著的红移,增大了二阶非线性光学系数βtol.随着取代基吸电子能力的增强,分子的电子重组能逐渐变大,而空穴重组能的变化却不大,同时分子的偶极矩有所增加,有利于产生二阶非线性光学活性.     

多维树枝状有机分子的双光子吸收特性

利用响应理论方法,研究了新近合成的以二-(苯乙烯基)苯为主干的多分枝有机物的双光子吸收特性.结果表明这些多维有机分子显示了较好的双光子吸收特性,其中A-π-A型的有机分子具有较大的双光子吸收截面,进一步说明了到底是对称型的还是不对称型的有机分子具有大的双光子吸收截面还与分子的π中心有关.     

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     

新型多共轭链有机分子双光子吸收特性的理论研究

在密度泛函理论水平上,利用解析响应函数方法研究了以（4-{2-［4-（2-吡啶-4-乙烯基）-苯基］-乙烯基}-苯基）-胺为基本结构单元的单支、双支和三支共轭链有机分子的单光子和双光子吸收特性.计算结果表明,这三种有机分子都具有较大的线性和非线性吸收强度.在紫外-可见光区域,它们的单光子吸收谱都存在两个峰,这与实验结果符合较好.在近红外区域,多共轭链有机分子呈现出宽达300 nm的宽带双光子吸收,单支、双支和三支分子的最大双光子吸收截面比约为1.0∶2.3∶4.0,其中三支分子具有最大的双光子吸收截面101.73×10^-48 cm⁴·s.从理论上进一步证实,增加分子的共轭链可有效提高分子的双光子吸收特性.同时还给出了电荷转移态的电荷迁移过程. 关键词： 双光子吸收 响应函数方法 多共轭链有机分子