聚对苯撑及其烷氧基衍生物的能带研究

利用扩展Hückel分子轨道方法，运用BICON-CEDiT程序包计算了聚对苯撑及其系列烷氧基取代物的一维能带结构.计算结果表明：聚合物的能带结构在很大程度上受到杂原子、侧链等因素的影响，这与已知的实验结果相符；随着烷氧基侧链中C原子数的改变，聚合物的带隙呈现规律性变化.理论计算得到的带隙值与已有的实验观察值符合得相当好.     

碘掺杂聚对苯撑的EPR和σdc

本文对聚对苯撑及其掺碘的样品进行了电子顺磁共振和直流电导率的研究,并分别给出了σdc和EPR谱室温线宽ΔHpp对碘浓度N(I)的变化关系。由于掺杂而诱导的单极化子和双极化子态之间产生极化子跃迁,利用这种跃迁过程解释了此材料的导电性质。从电子顺磁共振的实验结果发现,电子顺磁共振信号与掺碘浓度呈现一种新的现象。试图探讨未掺杂及掺杂的聚对苯撑材料中自旋产生的原因。我们提出了在掺碘后的聚对苯撑材料中,由于碘在材料中以不同形式存在,影响单极化子和双极化子的形成,导致单极化子态和双极化子态之间相互转化的概念。     

聚对苯撑乙炔咔唑薄膜对TNT挥发物的检测

以3, 6-二溴-9-辛基咔唑和2, 5-二戊烷氧基-1, 4-二乙炔基苯为单体,通过Pd催化的Sonogashira偶联反应合成了聚对苯撑乙炔咔唑衍生物PPECz。PPECz的溶液和固体薄膜都具有较好的发光性能,并且均对2, 4, 6-三硝基甲苯(TNT)有明显的响应。在常温常压条件下,微量(40 μg)的TNT挥发物在60 s内就能使聚合物PPECz薄膜的荧光强度被猝灭56%,可作为一种潜在的硝基苯类爆炸物的荧光检测材料。     

聚对苯撑[poly(p-phenylene)]的基态、极化子和双极化子激发态

本文在紧束缚模型基础上,对聚对苯撑类材料提出一简单的哈密顿量,并计算了系统的能带结构,给出基态、极化子、双极化子激发态,得到了双极化子比两个单极化子更容易激发这一重要结论。在能带中除发现能隙内的两个极化子定域能级外,还发现导带和价带都要发生二劈裂,带边上出现浅能级,它们对应的电子态均是定域的。 关键词：     

各种烷氧基取代聚对苯乙炔的合成和发光性能研究

利用脱氯缩合聚合法合成了聚（2－甲氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PMOBOPV），聚（2－甲氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PMOCOPV）和聚（2－丁氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PDBOPV），聚（2－辛氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PD－COPV）4种发光材料。对反应体系的浓度，酸碱度，反应温度及时间等工艺条件和路线进行了细致的研究。结果表明：反应物的纯度，含量对合成产物的产率和性能有较大的影响；碱性是影响脱氯缩合反应的关键因素，而反应温度和时间对缩合反应影响则相对较小，在一定温度下当反应时间达到一定阶段后其转化率基本不变，对合成材料的化学结构，物理性能和发光特性进行了表征和检测。结果显示：非对称烷氧基取代PPV具有良好的溶解性，成膜性和稳定性；而对称性烷氧基取代PPV的溶解性和成膜性相对较差。以PMOBOPV为发光材料，采用旋涂工艺制作出单层和双层发光器件，并对器件的电致和光致发光性能进行了研究。     

烷氧取代聚对苯乙炔衍生物的合成及其电致发光性能

用脱氯化氢法制备了可溶性烷氧取代聚对苯乙炔衍生物，聚(2-甲氧基—5—丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚(2—甲氧基—5—辛氧基)对苯乙炔(PMOOOPV)，该反应具有较高的产率，并且产品具有很好的溶解性和成膜性，同时对其薄膜进行了扫描电镜分析。利用所合成的：PPV衍生物制作了单层及不同结构的多层器件，测试了它们的电致发光性质，同时研究了不同条件对器件的起亮电压、稳定性的影响。结果表明，所制作的器件具有较好的稳定性，单层器件的起亮电压约为4V，发光峰在580nm处。     

烷氧基取代聚对苯乙炔三阶非线性光学性能

通过双醚化反应、氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应制备聚（2-甲氧基-5-丁氧基）对苯乙炔（PMOBOPV）、聚（2-甲氧基-5-己氧基）对苯乙炔（PMOHOPV）、聚（2,5-二丁氧基）对苯乙炔（PDBOPV）和聚（2,5-二己氧基）对苯乙炔（PDHOPV）等四种可溶性聚对苯乙炔（PPV）衍生物,通过紫外-可见吸收光谱对产物分子结构进行表征.结果显示,PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共轭π电子发生π → π* 跃迁的吸收峰分别位于491 nm、495nm、504nm和510nm处,相应的光学禁带宽度分别为2.23eV、2.18eV、2.12eV和2.07eV.利用简并四波混频技术测量PPV衍生物的三阶非线性光学性能,探讨了分子结构对PPV衍生物三阶非线性极化率（χ(3)）的影响.研究发现,激发波长为532 nm时,PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共振χ(3)值分别为3.45×10－10、5.13×10－10、7.15×10－10和9.61×10－10 esu;激发波长为1064 nm时,它们的非共振χ(3)值分别为1.09×10－11、1.42×10－11、1.62×10－11和2.14×10－11 esu.     

聚苯撑苯并双噁唑的电致发光

通过光谱技术、电化学特性等对聚苯撑苯并双噁唑(PBO)的性能进行了系统研究。通过电化学分析获得该聚合物最高占有分子轨道能级(HOMO)大约为EHOMO=5.69eV,通过光谱分析计算得到最低空轨道能级(LUMO)大约为ELUMO=2.99eV。PBO的溶液光致发光在430～500nm范围,呈现明显的浓度效应;其薄膜的光致发光峰大约位于500nm。研究制作了以PBO为发光层的单层电致发光器件ITO/PBO(60nm)/Al和双层电致发光器件ITO/CuPc(25nm)/PBO(60nm)/Al,其电致发光峰位具有聚集态发光的特征。器件的发光亮度和稳定性在双层器件中获得提高,器件的发光峰位随驱动电压大小在520～555nm范围变化。     

含铱配合物的聚对苯类电磷光聚合物

通过Suzuki聚合法合成了以聚对苯为主链的含铱配合物的电磷光共轭聚合物。部分苯环单元被β-二酮结尾的烷氧基链取代,进而与2-苯基吡啶配位形成悬垂的铱配合物侧链。宽带隙的聚对苯主链使主体与客体的能级匹配,从而有利于能量的转移。铱配合物通过长β-二酮结尾的烷氧基链悬挂在聚对苯的侧链上提高了聚合物的溶解性,有利于器件的制作。另外,由于连在氧原子上的β-二酮具有较大的旋转自由度,增大了β-二酮的反应活性有利于配位反应的进行。聚合物的EL光谱只显示客体铱配合物的发射,主体的发射已被完全猝灭。这表明聚合物主体和铱配合物客体之间发生了有效的能量转移。PPPIrPPy2聚合物发光器件的EL光谱发光波长为525nm,最大外量子效率为2.6%。     

聚对苯撑亚乙烯/SiO2块状溶胶-凝胶非线性光学材料的研究

我们制作了一种由π－共轭聚合物聚对苯撑亚乙烯（PPV）均匀掺杂SiO2的块状溶胶－凝胶材料，该材料具有良好的光学品质和光学加工性能。通过扫描隧道显微镜（STM），紫外－可见吸收光谱和付氏红外光谱（FTIR）等方法研究了它的非线性光学特性。在对材料进行的光学两波耦合实验中，观察到了非对称能量耦合现象，并对此进行了分析。从吸光度和两波耦合衍射效率两方面对比了含PMMA和不含PMMA的两批不同掺杂浓度的PPV／SiO2 sol-gel材料的不同特性。     

聚对苯撑乙烯衍生物/氯仿溶液的自衍射及光限幅特性的研究

用532 nm基模高斯光束对2-甲氧基5-丁氧基取代聚对苯撑乙烯的氯仿溶液进行激光诱导衍射实验及光限幅特性的研究.实验发现,当高斯光束通过样品溶液时,在远场处出现衍射环;随着入射功率的增大,衍射图案会发生显著的变化.理论分析表明,该现象可以用光克尔效应、热效应作用下的附加相位孔对入射光束的衍射行为来解释.还进一步研究了532 nm激光作用下样品溶液的光限幅特性,根据实验结果分析得出:由热效应引起的自衍射是产生光限幅特性的主要机制.     

苯-烷氧基苯有机共轭聚合物的光致发光性能

介绍了4种新型发光材料苯—烷氧基苯共聚物的合成方法。材料的UV—Vis吸收光谱及其薄膜和溶液的光致发光性能。用电化学掺杂方法测定了其能带结构。并讨论了烷氧基侧基长度对高聚物发光强度的影响。结果表明，这4种高聚物在紫外光激发下均发蓝光，π-π^*跃迁(Eg)值为3．2～3．3eV，烷氧基中碳原子数为10个左右时发光强度最高。     

金属电极对聚对苯乙炔电致发光过程的影响

分别采用两种不同功函数的电子注入电极铝(Al)和钙(Ca),构造出了在正常光照下发光可见的单层聚对苯乙炔(PPV)的电致发光器件.发现电极材料的不同使发射光谱产生明显差异,主要表现在550nm的发射峰与510nm发射峰强度的比值不同.通过电致发光(EL)与光致发光(PL)过程的比较,分析了产生这种显著差异的原因.进一步明晰了电流密度与亮度呈线性关系的物理过程.     

导电聚合物聚醚聚氨酯的结构与导电性能的正电子湮没研究

用正电子湮设方法研究了高分子固体电解质聚醚聚氨酯（ＰＥＵ）在与ＬｉＣlＯ₄络合前后的结构变化及导电性能．实验结果表明，当ＰＥＵ与ＬｉＣlＯ₄络合后，正电子素（o－Ｐｓ）的寿命及其强度均减少，而中间寿命分量的湮没参数基本不变．这表明Ｌｉ杂质主要扩散在无序的非晶区．掺杂前后样品的温度实验表明，在玻璃化转变温度Ｔ_g之下，络合前后的自由体积分数的变化很小，这与自由体积理论预言的结果一致．在Ｔ_g之上，络合后的自由体积空洞的浓度和自由体积分数均减小．此外，ＰＥＵ－ＬｉＣlＯ₄络合物的电导率随温度和Ｌｉ杂质浓度的变化可以用自由体积理论解释． 关键词：     

聚对苯乙炔的基态、极化子与双极化子激发态及其稳定性

提出了描述聚对苯乙炔(PPV)晶格及电子结构的物理模型,并在该模型的基础上给出了PPV的基态及可能的极化子、双极化子激发态,并对影响激发态稳定性的因素进行了研究. 关键词：     

聚(2,5－二丁氧基对苯乙炔)电致发光性能的研究

本文对以聚(2,5-二丁氧基对苯乙炔)为发光层的聚合物电致发光二极管的电致发光性能和影响其性能的因素进行了研究。其发光峰值波长为590um,起亮电压为12V,最大亮度可达112cd/m2.热处理温度和时间影响其发光强度和峰值波长,一般以200℃,真空处理3.5h为宜。还原气氛(N2+H2)下的热处理有利于电致发光性能的提高。器件在空气中具有一定的使用寿命。其量子效率可达0.16%光子/电子。并研究了器件制备工艺对性能的影响,初步探讨了聚合物电致发光机理。     

聚对苯撑/LiNi0.5Fe2O4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100---300nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe²⁺和Fe³⁺之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

聚对苯乙炔的能带结构和关联能计算

在考虑电子-电子相互作用情况下,对基态非简并聚合物聚对苯乙炔(PPV)的长程关联能进行了理论计算,并用长程关联能对带隙进行修正,最后讨论了长程关联能对带隙的影响.在对PPV链的计算中发现,长程关联能先会随着链长N的增加而减小,但当链长大于10个PPV单元后,长程关联能会达到饱和.与由Hartree-Fock(HF)方法所得的能隙宽度比.长程关联能的修正会使得能隙降低,这种修正后的能隙宽度与实验结果一致.     

聚对苯乙炔的能带结构和关联能计算

在考虑电子-电子相互作用情况下,对基态非简并聚合物聚对苯乙炔（PPV）的长程关联能进行了理论计算,并用长程关联能对带隙进行修正,最后讨论了长程关联能对带隙的影响。在对PPV链的计算中发现,长程关联能先会随着链长N的增加而减小,但当链长大于10后长程关联能会达到饱和。在链长为20个单元的PPV计算中,长程关联能的修正会降低由Hartree-Fock(HF)方法所得的能隙宽度。修正后的能隙宽度能很好的接近实验结果。