基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料

有机发光材料的光电性能与分子的化学结构、构象变化的灵活性以及分子间相互作用密切相关。从结构上看,二苯甲酮的羰基和苯环具有很高的可化学修饰性,本文从材料合成角度首先综述了近年来基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料的构建策略,主要包括多取代二苯甲酮、用杂原子作为桥连基团以及以C=C偶联和苯环为中心直接偶联等三种策略。已经基于此开发了多种多功能有机发光材料,主要包括荧光材料、贵金属磷光配合物的主体、热激活延迟荧光材料、聚集诱导发光材料和纯有机室温磷光材料等。最后,还展望了基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料未来的研究重点和发展前景。     

光电功能有机晶体研究进展

近几年光电功能有机单晶的研究取得一些重要进展, 是有机光电材料研究领域新的热点. 与无定形材料相比, 有机单晶具有高的稳定性、结构上的有序性、高的载流子迁移率等特性, 在光电器件应用方面具有诸多优势. 单晶具有明确的结构, 为研究有机分子间的基本作用力(超分子作用)、分子的堆积模式等对光电性能(发光、载流子迁移等)的影响提供了一个极好的载体. 通过调控有机晶体中的分子排列, 有机晶体的发光效率已超过80%, 载流子迁移率达10 cm²·V^&;#8722;1·s^&;#8722;1水平, 并在多种晶体中观测到放大受激发射现象. 本文着重介绍光电功能有机单晶的研究进展, 其中涉及一些相关的基本原理介绍.     

基于N,C螯合π共轭骨架的四配位有机硼化合物及其光电应用

具有N,C-螯合π共轭骨架的四配位有机硼化合物,其分子内存在的B-N配位作用使分子骨架趋于平面,π共轭性增强,使这类化合物具有较高的电化学和热学稳定性、优异的发光性能和强的电子亲和势,成为非常有发展前景的新型光电材料,已在有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OTFTs)、有机太阳能电池、传感等方面进行了广泛研究。在本文中,我们主要介绍了N,C-螯合四配位有机硼化合物的合成方法及其在电子传输材料、发光材料、光致变色材料及有机太阳能电池材料中的应用研究。     

外缘烷基链长对共轭有机小分子聚集行为及光电性质影响

改变分子化学结构和调控分子结构聚集态行为从而影响或改变材料的化学和物理性质, 是开发新型高效有机光电功能材料的重要手段. 在共轭有机分子外缘引入烷基链一般是为了改进材料溶解性能, 但近来的一些研究表明, 烷基链长对一些共轭有机小分子固态聚集行为和光电性质具有重要影响, 烷基链扮演着显著调控材料光电性质的“功能基团”作用. 本文以聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）/聚集强化荧光（aggregation enhanced emission, AEE）发射共轭有机小分子为重点, 对近年来有关烷基链长对共轭有机分子聚集形态和光电性质影响的一些典型事例进行评述, 旨在使人们在进行共轭有机分子设计合成及其结构与性能关系研究中能够关注烷基链的因素, 使烷基链变化作为功能导向晶态共轭有机材料设计合成及其可控制备的一种手段.     

手性钙钛矿纳米材料的构筑及光电性能

金属卤化物钙钛矿纳米材料因其丰富的化学结构和优异的光电性能,已成为一种极具应用前景的半导体材料。在钙钛矿无机框架中引入有机手性分子后,能够比较容易地得到手性钙钛矿纳米材料,从而可以极大地推动智能光电材料和自旋电子器件的快速发展。本文将综述手性钙钛矿纳米材料的构筑与手性产生机理的最新研究进展,包括一维手性钙钛矿纳米线、二维及准二维手性有机-无机杂化钙钛矿纳米片、三维手性钙钛矿纳米晶、超分子组装体系中诱导的手性钙钛矿纳米晶等。值得注意的是,不同种类的手性钙钛矿纳米材料在圆二色性、圆偏振发光、铁电性、自旋电子学等方面展现出优异的光电性能及巨大的应用前景。但是,有关手性钙钛矿纳米材料的研究目前还处于初级阶段,其中很多机理还存在争议,许多基础性和应用型的工作也有待开展。     

二苯乙烯基蒽聚集诱导发光材料体系的研究进展

具有聚集诱导发光(AIE)性质的有机荧光分子由于其扭曲的分子构型,在聚集态或固态表现出显著增强的荧光发射,避免了传统有机荧光分子的浓度猝灭现象,因而在光电器件、生物传感等领域有着广泛的应用.本文着重介绍了具有AIE性质的二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物及其在高效固态发光材料、刺激响应材料、生物成像和生物与化学传感等领域的研究进展.     

卤化钙钛矿型纳米晶的光学性能及应用研究进展

本文重点论述了全无机卤化钙钛矿型(ABX_3)纳米晶的光学性能及应用.介绍了这类纳米晶的制备方法:常压溶剂热法和离子交换法,并进一步阐述其光学性能(主要包括光吸收性能和发光性能)及相关应用(主要包括发光二极管和太阳能电池及其在激光材料、光电探测器和光催化剂领域的应用).这类材料优异的光电性能使其在其它领域也具有潜在的应用价值.     

基于N,C螯合π共轭骨架的四配位有机硼化合物及其光电应用

具有N,C-螯合π共轭骨架的四配位有机硼化合物,其分子内存在的B-N配位作用使分子骨架趋于平面,π共轭性增强,使这类化合物具有较高的电化学和热学稳定性、优异的发光性能和强的电子亲和势,成为非常有发展前景的新型光电材料,已在有机发光二极管（OLEDs）、有机场效应晶体管（OTFTs）、有机太阳能电池、传感等方面进行了广泛研究。在本文中,我们主要介绍了N,C-螯合四配位有机硼化合物的合成方法及其在电子传输材料、发光材料、光致变色材料及有机太阳能电池材料中的应用研究。     

多孔纳米氧化铝薄膜上荧光分子光谱特性研究

通过两步电化学阳极氧化技术制备了孔径为40nm的多孔纳米阳极氧化铝材料(AAO),在AAO薄膜上分别填充了几种有机荧光分子使其形成高度有序的有机-无机复合体发光阵列,测定了此复合体的发射光谱．结果表明,AAO薄膜对有机分子具有较强的结合能力,其结合能力来源于物理和化学的协同作用．在AAO纳米薄膜上的有机荧光分子的最大发射波长均产生了明显的蓝移现象,初步探讨了此现象的机理．有机分子填充进入高度有序的AAO纳米孔阵列之中时,有机分子的聚集形式会发生改变并且也是高度有序的,同时由于极化作用使有机分子沿着纳米孔的轴向具有相对优势的分子取向,使有机分子在AAO纳米薄膜上形成了接近单分子层的高度有序的排列方式,增强了发光效率．     

面向有机光电材料的电子激发态结构与过程的计算方法

共轭聚合物与有机分子材料中的电子激发结构与过程决定了材料的光电功能：根据Kasha规则,低能级激发态的排序决定能否发光;最低激发态至基态的辐射跃迁与无辐射跃迁之间的竞争决定了发光效率,后者主要由非绝热耦合（声子作用）决定;电荷激发态载体的传输由电子分布与振动耦合或杂质和无序的散射弛豫过程决定．本文针对有机功能材料的发光性能,介绍两种理论方法的研究进展,即可用于计算共轭聚合物激发态结构的量子化学密度矩阵重整化群方法和计算发光效率的多模耦合无辐射跃迁速率方法．这些方法被应用于有机功能材料的性能预测和分子设计中．     

光致发光聚酰亚胺研究进展

聚酰亚胺是一类重要的高性能高分子材料,具有优异的热性能、机械性能、电学性能和尺寸稳定性等,同时具有良好的结构可设计性,已逐渐成为有机光电领域的研究热点.然而,传统聚酰亚胺材料一般不发光,文献中有关发光聚酰亚胺的研究并不多.同时,所报道的荧光量子产率普遍较低,极大地限制了其作为发光功能层在有机光电器件领域的应用.为了更好地了解聚酰亚胺发光的规律,拓展高性能聚酰亚胺材料在有机发光器件中的应用领域,本文介绍了聚酰亚胺光致发光的机理,综述了国内外有关光致发光聚酰亚胺的研究进展,总结了提高聚酰亚胺荧光量子产率的方法,并对未来高性能高效发光聚酰亚胺材料的研究方向做了展望.     

有机光电导(OPC)材料分子设计的研究

本文在分析了有机光电导材料的分子结构, 电子分布状态以及电荷转移与光电导性能之间关系的基础上, 进行了有机光电导材料的分子设计, 并以酞菁聚合物的合成和光电导性的研究实施进行了验证。     

三聚茚有机光电功能材料在太阳电池领域的应用

三聚茚可经一步反应合成,功能化程度高,是规整的、纳米级的刚性结构,能通过平衡分子之间聚集尺寸的大小来控制激子扩散长度继而调节分子之间的相互作用;而且,三聚茚具有优良的荧光性能、热稳定性能和空穴传输性能,是应用广泛的有机光电材料.本文从太阳电池领域(有机太阳电池、钙钛矿太阳电池和染料敏化太阳电池)出发,综述了国内外对三聚茚材料的研究工作,总结了三聚茚材料对太阳电池领域的发展所做出的贡献.     

非“三明治”结构的分子基光电器件

传统的分子材料光电器件如太阳能电池和有机发光二极管通常采用"三明治"型垂直结构.器件通常由透明底电极、薄膜活性层和顶接触电极构成.该结构优化了光与半导体的相互作用以及载流子的注入和收集,实际应用广泛.近些年,为了降低透明电极的使用成本以及更好地实现非薄膜形态纳米半导体材料的器件构筑,一些非"三明治"结构的有机光电器件也取得了很大进展:发展出了具有微米、纳米电极结构的光伏器件、光电导器件、光晶体管器件、纳米间隙电极器件等,拓展了分子基光电材料的应用研究,与传统夹心型二极管器件相互补充、相互完善.本文主要聚焦在各种非"三明治"结构有机光电器件的构筑与功能化,对有代表性的研究成果进行了总结与评述,并对其未来的发展进行了展望.     

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...     

四苯乙烯衍生物的应用研究进展

四苯乙烯衍生物因其分子内含有较大的共轭体系,表现出许多独特的光电性能及生物活性,在光电材料、生物成像等诸多领域具有广泛的应用前景.该类化合物具有合成简便、易功能化以及聚集诱导发光效应明显等优点,近年来吸引了越来越多科学家的注意,在多个研究领域均获得了突破性的进展.综述了四苯乙烯衍生物在化学传感、生物探针、有机发光二极管等领域的研究进展,并对其发展趋势作了展望.     

日本九州大学开发出发光效率达86%的有机EL材料

据国际光电领域专业杂志《Nature Photonics》刊载,九州大学"最先端有机光电研究中心(OPER-A)"教授安达千波矢领导的研究小组开发出了发光率高达86%的有机EL(Electro-luminescence)材料。新材料适合有机分子发光的能量状态从普通的25%大幅提高到86.5%。此外,新材料的一个重要特征是不使用贵金属铱。这种新型有机EL材料的问世,将使新一代低功耗电视机和LED照明设备的开发倍受期待。     

卤代二苯乙烯体系中卤-卤相互作用的调控及其对分子聚集态和发光特性的影响

卤素-卤素(X···X)相互作用是一类强的分子间相互作用,这种非共价键分子间的相互作用对有机π分子的聚集态结构和光电特性具有重要的影响.本文通过在反式二苯乙烯类化合物骨架上引入给电子基团甲硫基和调节卤素取代基的位置,实现了分子间卤素-卤素相互作用的可控构筑,并进一步研究了卤素-卤素相互作用对卤代反式二苯乙烯类分子聚集态和发光特性的影响.该实验结果为调控有机π分子聚集态结构,获得高性能有机光电材料提供了新思路.     

调控有机小分子晶体力致发光行为的方法

尽管力致发光(mechanoluminescence, ML)现象的发现至今已有超过400年的历史, 但直到最近几十年才再次走入人们关注的视野. 这种与分子堆积关系密切的固体光学现象已经在光电材料领域内得到了一些应用, 并蕴藏着巨大的开发前景. 近年来, 随着有机功能化合物的蓬勃发展, 对力致发光材料的探索已逐渐从无机与高分子化合物、有机金属配合物、陶瓷等方面转到纯有机小分子晶体. 此外, 随着人们对有机小分子力致发光活性晶体认识的不断深入, 该领域的研究兴趣也从最初的如何获得此类晶体变为如何调控晶体的力致发光行为从而使其呈现出ML性能的差异. 本综述将对一些调控有机小分子晶体力致发光性能的手段, 例如物理方法、手性活化、分子结构改造、主客体掺杂、同质多晶形成等进行总结, 同时也将分子堆积与分子间相互作用对晶体发光性能的影响进行探讨, 并在此基础上对有机小分子力致发光晶体研究领域的未来发展提出建设性的展望.     

从单分子到分子聚集态科学

有机光电功能材料的宏观性能不仅只依赖于基元分子自身的理化性质,还取决于其分子聚集行为和聚集态结构。在特定的聚集态结构中,分子间弱相互作用的加和与协同,可促进体系性能的拓展与质变,获得超越分子本征属性的功能。这凸显出当前化学研究逐步从关注单分子向分子聚集态科学转变,体现出分子聚集态研究的重要性。本文借助有机室温磷光性能对分子聚集态结构的高度灵敏性与响应性,系统探讨了分子聚集态结构的形成规律与核心影响因素。以此为基础,进一步拓展分子聚集态研究的应用领域,包括力致发光、有机二阶非线性光学、力致变色、有机发光二极管等,从静态调控到动态刺激响应(刺激源：力、热、光、电场等),从单一结构到多组分体系与器件,同时,确立了各种有机光功能材料的优势分子聚集形式,提出了聚集态调控的有效策略与研究思路,阐述了光电功能材料体系设计与合成的可控性与预见性。