供电子能力对一类热活化延迟荧光分子反系间窜越速率的影响

本文基于第一性原理,研究了八个热活化延迟荧光分子的性质,揭示了基团供电子能力对分子几何构型、跃迁属性以及反系间窜越过程的影响.研究结果表明,对于咔唑和氧杂蒽酮组成的一类分子的最低三重激发态（T₁）而言,供体基团的二苯胺取代,几乎不会改变供体和受体之间的夹角,但却可以减小供体和受体间的键长.基团供电子能力越强,最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）间的轨道重叠度越小,最低单重激发态S₁和T₁之间的能差（△E_S1-T1）越小.此外,供体基团上增加二苯胺能够增加HOMO的离域性,而且能够进一步地减小△E_S1-T1.通过计算S₁和T₁之间的旋轨耦合系数（H_so）,发现（<S₁|Ĥ_so|T₁>²）/（△E_S1-T1²）数值越大,反系间窜越速率越大.计算表明八个分子都可能是高效的热活化延迟荧光分子.本文提出了一条高效热活化延迟荧光分子的设计策略,即分离HOMO和LUMO的分布和增加HOMO的离域性能够有效地减小S₁-T₁能差.