电致发光材料的分子设计研究

建立了一套用量子化学理论,对电发光过程的每一步:包括空穴和电子注入,空穴和电子传输,空穴和电子复合形成激子、发光,进行表征、计算、研究的方法.用这套方法,对有机共轭化合物、金属有机配合物、高聚物和低聚物进行了计算研究,通过分子设计,改变分子结构,实现对发光波长及载流子注入与传输速率的调控,为得到各方面品质优良的OLED材料提供了理论上的支持.     

3,6-和2,7-咔唑衍生物单光子和双光子吸收性质的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法以及ZINDO/SDCI方法计算3,6-和2,7-咔唑衍生物的分子平衡几何结构、电子结构及单光子和双光子吸收性质.乙烯基吡啶取代基的位置影响分子的单光子和双光子吸收性质.与3,6-咔唑衍生物相比,2,7-咔唑衍生物的单光子吸收波长红移,振子强度增大;双光子吸收波长红移,双光子吸收截面增加.结果表明,2,7-咔唑衍生物是更好的双光子吸收材料.     

C_(70)O的结构和UV-Vis光谱的理论研究

用INDO系列方法对C_70O的8种异构体构型进行系统研究,表明C_70O中O主要加在C_1一C_2和C_3—C_3键上,形成具有C_S对称性且不开环的环氧化合物结构.以优化构型为基础,进行UV-Vis光谱计算,表明C_70O主峰与C_70基本一致,并在460um以上产生特征吸收峰,计算结果与实验值一致.在对其特征吸收峰进行理论指认的同时,讨论了吸收峰红移的原因,并指出C_70O可能由4种异构体组成.     

C28H4-nCln(n=1~3)与CH4-nCln(n=1~3)的结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对C_(28)H_3Cl,C_(28)H_2Cl_2,C_(28)HCl_3,CH_3Cl,CH_2Cl_2,CHCl_3进行了几何构型优化,Q_(28)H_3Cl,Q_(28)HCl_3,CH_3Cl,CH_3Cl为C_3_v对称性,C_(28)H_2Cl_2,CH_2Cl_2为C_2.对称性,这六个分子的基态都是稳定闭壳层分子,以此构型为基础计算了上述分子的电子光谱,Q_(28)H4-nCl_n(n=1～3)的电子光谱属于理论预测性质.     

自由基C69N及双体(C69N)2结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对自由基C₆₉N(Cs)及双体(C₆₉N)₂(C₂h)进行了理论研究,结果表明:笼骨架上N的掺入使C₇₀笼发生畸变,N向笼外突出,与氮相连的碳(6-6环上的C)自旋密度较大,2个C₆₉N自由基在这个碳上以C-C单键连接,形成双体为C₂h对称性,N与附近的3个碳均以单键连接,并不断开。理论计算的电子光谱与实验吻合较好,(C₆₉N)₂易分解为单体C₆₉N.     

(二噻吩[3,2-b:3',2'-d]环戊烷-4-亚基)C60中的分子轨道相互作用及其电子光谱和二阶非线性光学性质

在ZINDO方法基础上,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β的程序.研究了(二噻吩[3,2-b:3',2'-d]环戊烷-4-亚基)C₆₀中的分子轨道相互作用,计算了该分子的电子光谱和二阶非线性光学系数卢,前者与实验结果吻合较好,后者属于理论预测性质.     

双笼羰基化合物C120CO的理论研究

用INDO系列方法对双笼化合物C₁₂₀CO进行了理论研究,结果表明,C₁₂₀CO中O具有较大的电负性,在此位置可形成氢键.分子内电荷转移较大,非线性光学系数可能较大.C₁₂₀CO的电子光谱与C₁₂₀CH₂和C₁₂₀O的相似.     

C~4~0, C~4~0^+, Nb@C~4~0^+, NbC~3~9^+, Nb@C~4~0H~4^+的 量子化学研究

用量子化学从头计算方法研究了C~4~0,C~4~0^+,Nb@C~4~0^+,NbC~3~9^+,Nb@C~4~0H~4^+的几何构型、电子结构和C~2~8一样,C~4~0(T~d)基态也为^5A~2态,笼骨架上具有四个悬挂键。计算结果表明C~4~0和C~4~0^+比NbC~3~9^+和Nb@C~4~0^+稳定,与实验结果一致。     

C~1~2~0O的分子结构和光谱性质的理论研究

用INDO系列方法对双笼氧化物C~1~2~0O进行了理论研究,结果表明:双笼氧化物C~1~2~0O的形成缓解了C~6~0O中环氧三元环的角张力,并形成了呋喃型五元环将两碳笼连接在一起。两碳笼的直接键连使两笼距离较近,有较弱的相互作用,但仍各自表现一定的独立性,C~1~2~0O可发生分解生成新的化合物,C~1~2~0O的电子光谱与母体分子C~6~0相似。