從二苯胺到咔唑取代:芘類化合物發(fā)光性質(zhì)的理論研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-21 08:52
我們從第一性原理出發(fā),對(duì)比研究了兩種D-A型芘類化合物2DPA-PY和2CBZ-PY的發(fā)光性質(zhì).研究發(fā)現(xiàn),理論計(jì)算的2DPA-PY的發(fā)光性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,而理論預(yù)測的2CBZ-PY的發(fā)光波長相比于2DPA-PY藍(lán)移且發(fā)光效率更高.將給體從二苯胺替換為咔唑,可以增大S0和S1之間的能隙,從而加快輻射衰減過程和減慢無輻射衰減過程.研究結(jié)果可以為芘類有機(jī)發(fā)光材料的分子設(shè)計(jì)提供理論參考。
【文章來源】:聊城大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,33(04)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
D-A型芘類化合物的分子結(jié)構(gòu)
其中ρic,kl(t,T)是內(nèi)轉(zhuǎn)換過程的熱振動(dòng)關(guān)聯(lián)函數(shù),Zi是配分函數(shù).Rkl表示非絕熱電子耦合矩陣元,可以根據(jù)林圣賢等人的一階微擾理論[19]得到.為確保關(guān)聯(lián)函數(shù)的收斂,兩分子knr的計(jì)算均采用了洛倫茲展寬(FWHM=10.62cm-1).kr和knr是在MOMAP程序[20]中計(jì)算得到的.2結(jié)果與討論
在躍遷過程中分子結(jié)構(gòu)的變化程度和斯托克斯位移的大小與兩個(gè)電子態(tài)交互轉(zhuǎn)化過程中的重整能有關(guān)[23].總重整能分為λg和λe,分別反映了基態(tài)和激發(fā)態(tài)勢能面上的結(jié)構(gòu)和振動(dòng)弛豫程度.在位移諧振子近似下,每個(gè)振動(dòng)模式的重整能λj可以表示為,Sj是黃昆因子,Dj是模式位移,所有模式λj的加和為λg(e).上述模式分析是在MOMAP程序中的EVC模塊中實(shí)現(xiàn)的.2DPA-PY的λg和λe分別是133meV和135meV,2CBZ-PY則分別為160meV和169meV.2CBZ-PY的λg(e)比2DPA-PY大,意味著它在激發(fā)態(tài)弛豫過程中的結(jié)構(gòu)變化程度更大.斯托克斯位移本質(zhì)上是λg與λe的和,即2CBZ-PY的斯托克斯位移更大.由于λg和λe相近,我們以λe為例,將其分解到3N-6個(gè)振動(dòng)模式(如圖4所示).我們發(fā)現(xiàn),在低頻振動(dòng)區(qū)(<200cm-1),2CBZ-PY的重整能(33meV)比2DPA-PY(14meV)高19meV,貢獻(xiàn)最大的位于20cm-1處的振動(dòng)模式屬于CBZ的面外扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).而在高頻振動(dòng)區(qū)(>1400cm-1),2CBZ-PY的重整能(80meV)比2DPA-PY(65meV)高15meV,這些振動(dòng)模式的類型主要是環(huán)的C?C伸縮和C-H面內(nèi)彎曲運(yùn)動(dòng).因此,2CBZ-PY比2DPA-PY總重整能高的主要原因是其低頻和高頻振動(dòng)區(qū)對(duì)λe的貢獻(xiàn)都較大.圖4 每個(gè)振動(dòng)模式的重整能
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧橋連四苯乙烯衍生物發(fā)光性質(zhì)的理論研究[J]. 朱國正,鞏光帥,宋曉娟,褚賽,張?zhí)? 聊城大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]基于芘的離子熒光化學(xué)傳感器[J]. 鐘克利,郭寶峰,周雪,蔡克迪,湯立軍,金龍一. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[3]氮硼為電子授受中心的D--π-A化合物的合成與上轉(zhuǎn)換熒光[J]. 劉志強(qiáng),曹篤霞,方奇,劉國群,許貴寶. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(20)
本文編號(hào):3092581
【文章來源】:聊城大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,33(04)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
D-A型芘類化合物的分子結(jié)構(gòu)
其中ρic,kl(t,T)是內(nèi)轉(zhuǎn)換過程的熱振動(dòng)關(guān)聯(lián)函數(shù),Zi是配分函數(shù).Rkl表示非絕熱電子耦合矩陣元,可以根據(jù)林圣賢等人的一階微擾理論[19]得到.為確保關(guān)聯(lián)函數(shù)的收斂,兩分子knr的計(jì)算均采用了洛倫茲展寬(FWHM=10.62cm-1).kr和knr是在MOMAP程序[20]中計(jì)算得到的.2結(jié)果與討論
在躍遷過程中分子結(jié)構(gòu)的變化程度和斯托克斯位移的大小與兩個(gè)電子態(tài)交互轉(zhuǎn)化過程中的重整能有關(guān)[23].總重整能分為λg和λe,分別反映了基態(tài)和激發(fā)態(tài)勢能面上的結(jié)構(gòu)和振動(dòng)弛豫程度.在位移諧振子近似下,每個(gè)振動(dòng)模式的重整能λj可以表示為,Sj是黃昆因子,Dj是模式位移,所有模式λj的加和為λg(e).上述模式分析是在MOMAP程序中的EVC模塊中實(shí)現(xiàn)的.2DPA-PY的λg和λe分別是133meV和135meV,2CBZ-PY則分別為160meV和169meV.2CBZ-PY的λg(e)比2DPA-PY大,意味著它在激發(fā)態(tài)弛豫過程中的結(jié)構(gòu)變化程度更大.斯托克斯位移本質(zhì)上是λg與λe的和,即2CBZ-PY的斯托克斯位移更大.由于λg和λe相近,我們以λe為例,將其分解到3N-6個(gè)振動(dòng)模式(如圖4所示).我們發(fā)現(xiàn),在低頻振動(dòng)區(qū)(<200cm-1),2CBZ-PY的重整能(33meV)比2DPA-PY(14meV)高19meV,貢獻(xiàn)最大的位于20cm-1處的振動(dòng)模式屬于CBZ的面外扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).而在高頻振動(dòng)區(qū)(>1400cm-1),2CBZ-PY的重整能(80meV)比2DPA-PY(65meV)高15meV,這些振動(dòng)模式的類型主要是環(huán)的C?C伸縮和C-H面內(nèi)彎曲運(yùn)動(dòng).因此,2CBZ-PY比2DPA-PY總重整能高的主要原因是其低頻和高頻振動(dòng)區(qū)對(duì)λe的貢獻(xiàn)都較大.圖4 每個(gè)振動(dòng)模式的重整能
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧橋連四苯乙烯衍生物發(fā)光性質(zhì)的理論研究[J]. 朱國正,鞏光帥,宋曉娟,褚賽,張?zhí)? 聊城大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]基于芘的離子熒光化學(xué)傳感器[J]. 鐘克利,郭寶峰,周雪,蔡克迪,湯立軍,金龍一. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[3]氮硼為電子授受中心的D--π-A化合物的合成與上轉(zhuǎn)換熒光[J]. 劉志強(qiáng),曹篤霞,方奇,劉國群,許貴寶. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(20)
本文編號(hào):3092581
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