三氟乙酸对无金属卟啉-茈酰亚胺分子阵列激发态衰变过程的影响

用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了CF3COOH浓度变化对CHCl3溶液中N-[P-5′-(m-10′，15′，20′-三苯基卟啉)基]-N′-正十二烷基-3，4:9，10-四羧基茈二酰亚胺分子阵列(TrPP-MDPTCDI)的光致激发态衰变机理的影响，发现无论激发无金属卟啉还是苝酰亚胺基元，分子阵列均表现出质子化无金属卟啉生色团的特征荧光发射.对电子结构的分析说明质子化使[H2^2 TrPP^ -MDPTCDI]成为各种激发态中相对稳定的物种，因此，未质子化前占主导的从卟啉到茈酰亚胺基元的光致电子转移衰变途径在质子化后受到有效抑制，激发卟啉生色团(λ=439nm)直接得到[H2^2 TrPP^ -MDPTCDI]，并以辐射衰变方式回到基态；激发苝酰亚胺生色团(λ=491nm)得到的[H2^2 TrPP-MDPTCDI^ ]通过电荷分离态迅速弛豫到[H2^2 TrPP^ -MDPTCDI]，并辐射荧光，同时伴随少量的从茈酰亚胺到质子化无金属卟啉生色团的能量转移.     

基于PCPDTBT复合材料的制备及光致电荷转移

合成了PCPDTBT,通过NMR,GPC等方法对聚合物进行了表征.研究了聚合物的热学与电化学性质.采用溶液法将电子给体PCPDTBT与两种电子受体1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基[6,6]C61(PCBM)和ZnO纳米粒子分别进行了复合,通过研究复合前后的荧光变化,确认了给体-受体两相界面间发生了由分子能级差引发的光致电荷转移.这些研究结果为探索性能更佳的有机太阳能电池材料体系提供了重要的参考依据.     

酞菁铜/氟代苯基苝酰亚胺复合材料的聚集态结构及光伏性能

利用真空共沉积法将一种新型半导体材料2,4-二氟代苯基苝酰亚胺(D24DFPP)和传统的有机p型材料酞菁铜(CuPc)复合, 并制成结构为ITO/CuPc/Composite Layer/D24DFPP/Al的光伏器件, 测试表明, 这种含有两种半导体分子复合结构的光伏器件的效率比传统双层器件要高, 并且随复合层中两种材料比例的不同表现出一定的趋势. UV-Vis, XRD和AFM等表征手段证明, 这一现象可以用不同复合比下复合层聚集态结构的不同来解释: 两种有机半导体分子在复合后形成微相分离的结构, 当两种分子含量接近时, 相分离微区最小, 给受体分子接触面积最大, 因而电荷分离效率最高;当其中一种分子含量占优时, 相团聚和相分离倾向增大, 电荷分离效率降低, 因而光伏转换效率下降. 此外, 复合层厚度对转换效率也有一定程度的影响, 当光吸收和载流子扩散因素达到最佳平衡时, 光伏性能得到最优化.     

氟代位置对苝酰亚胺聚集态结构和电子传输性能的影响

合成了三种新型的有机电子受体: N,N'-二(2-氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(D2MFPP)、N,N'-二(3-氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(D3MFPP)和N,N'-二(4-氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(D4MFPP). 利用元素分析、傅立叶变换红外(FTIR)等方法表征了它们的分子结构, 用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)等手段研究了氟代位置对苝酰亚胺薄膜聚集态结构的影响, 发现氟代使苝酰亚胺的聚集态发生变化, 且不同位置的氟代对其影响也不一样. 除了分子结构的影响, 外场条件也会产生很大的作用. 通过制备场效应晶体管研究了其电子传输性能, 发现氟代后器件的空气稳定性有明显提高.     

不同氟取代基对苝酰亚胺电子迁移率的影响

利用空间电荷限制电流(SCLC)法测试了二种氟代苝酰亚胺的电子迁移率, 一种是N,N'-二(五氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(1), 另一种是N,N'-二(1,1-二氢十五氟代辛基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(2). 结果发现, 化合物2的电子迁移率要比1高1～2个数量级. UV-Vis, XRD, SEM和AFM等表征手段证明, 这一现象可以用不同的氟取代基导致不同的聚集态结构来解释: 对于化合物1而言, 苯环平面与苝环平面之间存在大的夹角, 破坏了苝酰亚胺分子的平面性, 再加上刚性的氟代苯环大的空间位阻作用, 化合物1分子无法依靠相邻苝环之间的重叠排列而结晶, 只能无序堆积形成非晶膜; 与之相反, 在化合物2分子中苝环上的端基是柔性的锯齿状氟代烷基链, 空间位阻小, 化合物2分子能通过相邻苝环之间相互接近而形成的π-π偶合作用而结晶, 因此有利于电子在苝酰亚胺分子间的跳跃传输.     

酸碱控制的卟啉-苝酰亚胺分子阵列荧光开关

研究了氯仿溶液中分子阵列N,N-二[对-5′-(间-10′,15′,20′-三苯基卟啉)基-苯基]-3,4:9,10-四羧基二酰亚胺(TrPP-PTCDI-TrPP)在不同浓度的三氟乙酸作用下荧光光谱的变化,质子化无金属卟啉的光致激发态成为各种激发态中相对稳定的物种,因此无论激发无金属卟啉基元(λ=439nm)还是酰亚胺基元(λ=491nm),分子阵列都表现出质子化无金属卟啉生色团的特征荧光发射,酸的引入使激发态下高效率的电荷转移衰变途径被关闭,辐射衰变途径被打开.在溶液中引入三乙胺去质子化使电荷转移衰变途径被打开而辐射衰变途径被关闭,因此分子阵列构成了一个通过酸碱控制的荧光开关.考虑到酸碱中和反应的方便性及分子阵列对不同波段光激发同时敏感的广谱性,该分子阵列开关具有特殊优势.     

有机/聚合物光导机理与图像传感器件

回顾了有机/聚合物图像传感器件的发展历程,从光导理论的高度评述了近20年来在有机/聚合物领域进行的科学探索和取得的重大进展,总结了改善光导性能、提高器件效率的主要手段,提出高性能光导材料的分子设计与原型光导传感器的若干原则,并对有机/聚合物图像传感器件的发展前景进行了综合分析.     

衬底温度对全氟取代酞菁锌固体薄膜微结构的影响

用UV-Vis光谱、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对全氟取代酞菁锌(F₁₆PcZn)在不同温度下的石英衬底上的分子堆砌方式进行了研究,F₁₆PcZn分子沉积按3个阶段进行.首先通过F^-原子与石英衬底的强相互作用形成“card-packing”奠基层,进而形成“amorphousaccumulation”过渡层,最后形成有序的“brick-stacking”结晶层.三种分子堆砌方式对应的吸收光谱谱峰分别出现在640,670和810nm附近.810nm附近吸收峰形状的变化说明衬底温度升高有利于“brick-stacking”堆砌方式的实现,AFM观察的结果证实衬底温度升高使结晶微畴增大.常温下结晶层中分子以单斜点阵平行排列,点阵常数a为1.494nm,在250～300℃下分子发生位型微调,F₁₆PcZn分子采取更致密的堆积方式(a=1.428nm).     

TiOPc-NiPc复合体系光电导性能的研究

酞菁化合物由于价廉、稳定、低毒、具有广泛的光谱响应,因而作为有机光电导材料的研究开发已引起国内外的广泛兴趣［１～４］．酞菁分子是一个有１６个π电子的平面环状轮烯发光体系,由于分子叠层聚集不同而存在多种晶体构型,其光电导性能随晶型发生变化［１,２］．汪...     

酞菁固体中的电子过程

本文通过酞菁类二元共混复合技术,发现酞菁类二元共混复合物的组成与光电导性能之间存在着提高或降低的正或负的两种效应,采用X射线衍射、XPS等手段,进一步研究了该类复合物的晶型和电子结构与光电导性能的关系。结果表明,这类复合物可能是一种均一的共晶复合物,并能加强或削弱Pc→M的部分电荷转移过程,而这种过程与它们的光电导性的正或负效应恰好对应,由此提出了酞菁固体中电荷的逐步转移模型。