隨著有機(jī)材料在光電器件中的應(yīng)用越來越廣泛,有機(jī)分子的光電特性成為了一個(gè)研究重點(diǎn)。與無機(jī)材料多為長程有序的晶體結(jié)構(gòu)相比,有機(jī)材料多以分子為單位相互堆疊而成。因此,分子間的相互作用對(duì)于有機(jī)材料的各項(xiàng)性能有著廣泛的影響。本文主要采用理論計(jì)算的方法對(duì)三種有機(jī)分子間主要的相互作用:氫鍵、π-π相互作用和偶極作用進(jìn)行了研究,著重討論了這些相互作用對(duì)分子的發(fā)光、電荷傳遞以及對(duì)光電器件性能的影響。研究的主要內(nèi)容可以分為三個(gè)部分:分子間氫鍵對(duì)分子熒光猝滅過程的影響,分子的共軛性以及分子間的π-π相互作用對(duì)電荷在分子間傳遞過程的影響以及由有機(jī)小分子制作的偶極層對(duì)光電器件性能的影響。在第一部分,我們以具有代表性的芴酮-甲醇（FN-MeOH）體系為研究對(duì)象,根據(jù)不同的電子態(tài),對(duì)其中分子的幾何構(gòu)型進(jìn)行了優(yōu)化,并計(jì)算了相應(yīng)的能量。通過比較芴酮分子和芴酮-甲醇體系的垂直激發(fā)能,發(fā)現(xiàn)分子間氫鍵會(huì)使分子的激發(fā)態(tài)能級(jí)發(fā)生移動(dòng)。著重研究了體系在激發(fā)態(tài)下發(fā)生電荷沿分子間氫鍵轉(zhuǎn)移的過程。采用對(duì)主要反應(yīng)坐標(biāo)掃描的方法,繪制了該過程的勢(shì)能曲線和勢(shì)能曲面。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析,證實(shí)了電荷傳遞會(huì)增強(qiáng)體系的無輻射弛豫過程。之后,我們又對(duì)... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１與ｍｅ＊躍遷和ＴＵＴ＊躍遷相關(guān)的分子軌道的電子分布

我們選擇了與電荷傳遞過程最相關(guān)的鍵長ｒ〇ｈ作為反應(yīng)坐標(biāo)，甲醇??分子中的羥基可以與芴酮分子中羰基中的氧原子形成分子間氫鍵，而ｒ〇ｈ表示的??正是甲醇分子中羥基的鍵長。從圖２中可以看出，勢(shì)能曲線被一條垂直的虛線分??成了兩部分，左邊的部分（Ｒ〇ｈ?＜?１．１?Ａ）表不的是垂直激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)于Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ??區(qū)域。在這一部分，計(jì)算激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量所用到的分子幾何構(gòu)型是根據(jù)Ｓ〇態(tài)??的能量進(jìn)行優(yōu)化得到的。圖２的右半部分（Ｒ〇Ｈ＞ｌ．ｌＡ）表示的是ＣＴ態(tài)，在這一??３３??

?氣鍵對(duì)熒光猝滅的影響??圖３（ｂ））。由單線態(tài)和三線態(tài)耦合形成的雙自由基態(tài)的能量要明顯低于Ｓ〇態(tài)，這是??因?yàn)殡姾蓚鬟f過程大幅降低了閉殼層基態(tài)的穩(wěn)定性。??（ａ）?（ｂ＞?（ｃ）??（ｄ）?（ｅ）??圖３雙自由基在Ｒ〇ｈ?＝?２．〇Ａ位置的幾何構(gòu)型（ａ、ｂ）以及ＦＮ－ＭｅＯＨ體系在Ｒ〇ｈ?＝?１．１?Ａ位置??的幾何構(gòu)型（ｃ、ｄ和ｅ）：?（ａ、ｄ）根據(jù)Ｖｔｔ＊態(tài)的能量優(yōu)化得到；（ｂ、ｅ）根據(jù)態(tài)的能量優(yōu)??化得到：（ｃ）根據(jù)Ｓｃ態(tài)的的能量優(yōu)化得到。??Ｆｉｇｕｒｅ?３．?Ｔｈｅ?ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｉｒａｄｉｃａｌ?ａｔ?Ｒ〇Ｈ?＝?２．０?Ａ?（ａ，?ｂ）?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｆｌｕｏｒｅｎｏｎｅ－ｍｅｔｈａｎｏｌ?ｃｏｍｐｌｅｘ??Ｒ〇ｈ?＝?１．１?Ａ?（ｃ，?ｄ?ａｎｄ?ｅ）：?（ａ，?ｄ）?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?］ｎｎ＊?ｓｔａｔｅ；?（ｂ，?ｅ）?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?３ｋｋ＊?ｓｔａｔｅ；?（ｃ）??ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｓ〇?ｓｔａｔｅ．??需要特別指出的是，以上沿反應(yīng)坐標(biāo)Ｒｏｈ計(jì)算體系能量時(shí)所使用的體系的幾??何構(gòu)型無論是根據(jù)基態(tài)（Ｓｏ態(tài)）能量優(yōu)化得到的，還是根據(jù)激發(fā)態(tài)Ｕｔｈｔ＊態(tài)或３７ｎｒ＊??態(tài)）能量優(yōu)化得到的，都只是相應(yīng)的電子態(tài)在對(duì)應(yīng)反應(yīng)坐標(biāo)下的最低能量構(gòu)型。??也就是說，圖２中所描繪的勢(shì)能曲線并不是沿反應(yīng)坐標(biāo)Ｒ〇Ｈ的反應(yīng)路徑下“真實(shí)”??的能量，而那些計(jì)算中所用到的體系的幾何構(gòu)型也并不一定會(huì)出現(xiàn)在真實(shí)的反應(yīng)??路徑上。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是我們?cè)谟?jì)算體系處于不同電子態(tài)下的勢(shì)能曲??線時(shí)


本文編號(hào)：3464912