近幾年,有機熒光材料由于具有優(yōu)異的光學(xué)性能以及較高的遷移率在光電材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,如發(fā)光二極管、激光檢測器等。這些熒光材料中的分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)會直接影響發(fā)光強度的高低,但是聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能之間的關(guān)系尚不明確,因此研究有機熒光分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與發(fā)光性能的關(guān)系具有重大意義。本文利用晶體工程策略建立了稠環(huán)衍生物的多種聚集態(tài)結(jié)構(gòu),并分別研究了其晶體結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性質(zhì)以及光學(xué)性質(zhì),探究其分子結(jié)構(gòu)與熱學(xué)、光學(xué)性能的關(guān)系,為今后設(shè)計和開發(fā)有機光電材料提供了依據(jù)和參考。(1)通過羥醛縮合反應(yīng)等,分別合成了 1-乙�；�-3-苯基-5-(1-芘基)-吡唑啉和3-(9-蒽基)-1-(3-羥基苯基)-丙-2-烯-1-酮,并利用1HNMR、13CNMR對其進(jìn)行了表征。同時討論了不同反應(yīng)條件對產(chǎn)率的影響,得到了反應(yīng)的最佳條件。然后利用溶劑揮發(fā)法制備了上述兩種化合物的多種晶型以及溶劑化物,并通過X射線衍射表征了它們的晶體結(jié)構(gòu)。(2)獲得了化合物1-乙�；�-3-苯基-5-(1-芘基)-吡唑啉(縮寫APPP)的α、β晶型以及多種溶劑化物的單晶。單晶X射線分析顯示,β晶型中的APPP分子構(gòu)建了純手性螺旋鏈,芘熒光團(tuán)采用單體排列。在溶劑化物中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)構(gòu),而在芘熒光團(tuán)之間存在小的π-π重疊作用。此外,除了先前報道中的乙酸溶劑化物(形式I)之外,通過快速結(jié)晶方法發(fā)現(xiàn)了新的結(jié)晶形式(形式II)并且通過PXRD圖譜證實。我們還研究了這些晶體的熱性能和光學(xué)性質(zhì)。脫溶劑后,溶劑化物都可以轉(zhuǎn)化為β晶型,但純β晶型只能從甲酸溶劑化物中分離出來。研究表明光學(xué)性質(zhì)與芘熒光團(tuán)堆積模式和固態(tài)中的分子間相互作用密切相關(guān),同時芘熒光團(tuán)的穩(wěn)定程度可能是高量子產(chǎn)率的原因。(3)獲得了 3-(9-蒽基)-1-(3-羥基苯基)-丙-2-烯-1-酮(縮寫AHP)的兩種順式異構(gòu)體(α晶型和β晶型)和一種反式異構(gòu)體。單晶X射線衍射顯示,三種晶體都表現(xiàn)出相似的晶體結(jié)構(gòu),其中兩個相鄰的查爾酮分子通過酚羥基和羰基之間的分子間氫鍵形成二聚體,并且所有二聚體平行堆疊以構(gòu)建它們的三維結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)現(xiàn)象合理化并研究三種晶體的穩(wěn)定性,進(jìn)行了 Hirshfeld表面分析,理論計算和研磨實驗。結(jié)果表明,C=C雙鍵上兩個氫原子周圍的氫鍵和C-H…π相互作用的共存對于順式構(gòu)型的形成可能是至關(guān)重要的,并且反式異構(gòu)體比其他兩個順式異構(gòu)體更穩(wěn)定。此外,還研究了這些晶體的光學(xué)-物理性質(zhì)。由于相似的晶體結(jié)構(gòu),在它們的光譜中觀察到類似的熒光發(fā)射。
【學(xué)位單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ422
【部分圖文】：

高度有序的分子排布，進(jìn)而消除了晶體的結(jié)構(gòu)缺陷和晶面的影響［２４］。逡逑晶體中的分子排布結(jié)構(gòu)會影響有機材料電荷的遷移性質(zhì)。Ｓｉｍｄａｒ邋Ｖ邋Ｃ等報道紅熒烯的逡逑載流子遷移率高達(dá)１５．４ｃｍ２＿Ｖ－：Ｌｓ＿１，明顯高于并苯化合物如下圖１－１，與并五苯相比，逡逑紅熒烯的垂直結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了紅熒烯分子與分子間的距離增大以及采用錯位排列的方式。從理逡逑論上講，紅熒烯晶體中由于并四苯之間不存在面對面平行的相互作用會影響載流子的遷逡逑移，然而根據(jù)實際計算的結(jié)果分析表明，紅熒烯最高占有軌道（ＨＯＭＯ）的躍遷積分（電子耦逡逑合；）恰好達(dá)到一個最大值的同時最低未占有軌道（ＬＵＭＯ）的電子耦合也達(dá)到一個極值。因此，逡逑分子間的電子耦合會提高紅熒烯的遷移率。逡逑

逡逑的綜合性能指標(biāo)最尚，它的原理不意圖如下圖１－２。ＯＬＥＤ具有如下幾個優(yōu)點：１、發(fā)光效逡逑率和發(fā)光強度較高，響應(yīng)速度較快，視角寬（可以達(dá)到１６０°）；邋２、耗能低（僅需３－１２邋Ｖ的電逡逑壓）；３、應(yīng)用范圍寬，通過設(shè)計和修飾有機分子結(jié)構(gòu)便可獲得多種傳輸材料或色光材料；４、逡逑質(zhì)量輕，超薄，工作溫度范圍較寬；５、成本較低，不需要昂貴的生產(chǎn)設(shè)備，可實現(xiàn)大面逡逑積、大規(guī)模生產(chǎn)。因此，ＯＬＥＤ顯示技術(shù)吸引了社會各界對這一領(lǐng)域的關(guān)注。逡逑電逡逑ＩＳＰ２３？逡逑Ｈｉ逡逑光線轅出方筠逡逑圖１－２邋ＯＬＥＤ原理圖逡逑１．２．２．２有機激光逡逑研宄人員對于有機半導(dǎo)體的研宄是一個漫長的過程。１９９２年，Ｂｒｏｕｗｅｒ等＿在逡逑ＴＯＰ－ＰＰＶ的正己烷溶液中看到了光泵浦激光，同時發(fā)現(xiàn)其波長可以進(jìn)行調(diào)控。到目前為止，逡逑發(fā)現(xiàn)大部分這樣的聚合物在溶液狀態(tài)下具有比較高的熒光量子產(chǎn)率。因此，設(shè)計并開發(fā)固逡逑體狀態(tài)下的有機激光材料成為了人們的研究熱點［３１＿３２］。逡逑１９９６年

有機熒光材料由于具有雜質(zhì)含量極低、熱穩(wěn)定性較高、晶體內(nèi)分子有序排列等優(yōu)點成逡逑為新的研究熱點之一。一般情況下，在有機發(fā)光小分子中都存在較大的７１共軛體系，依靠逡逑氫鍵、范德華力、７ＷＴ相互作用力等在晶體內(nèi)部進(jìn)行堆積。如下圖１－３，常見的分子堆積模逡逑式主要包括完全平行的分子偶極堆積（Ｈ－聚集體）、單體堆積模式、交叉偶極堆積（Ｘ－聚集體）逡逑和錯位平行的偶極堆積（Ｊ－聚集體）［氣逡逑Ｅ＼／＾．￣邋／氣邋／邐／＾￣－邋／逡逑／邋？Ｓ￣邋７邋－Ｔ－邐－Ｖ邋／邋‘邋／逡逑Ｔ邋Ｚ＾７Ｔ．逡逑ｎ－ｍｍ邋Ｉ邋ｊ－ｓｍ邐丨邋ｘ＃邋栗逡逑圖１－３有機分子的堆積模式圖逡逑當(dāng)有機熒光分子采用單體堆積模式時，分子與分子間的距離較大，偶極之間的相互作逡逑用較弱，這兩點有助于提高固態(tài)發(fā)光效率。通常，我們可以采用兩種方法使得分子在晶體逡逑中處于單體堆積模式，第一，使分子結(jié)構(gòu)變?yōu)榕で�；第二，將較大的基團(tuán)加到分子的ｎ逡逑體系上。上述兩種方法都會影響發(fā)光分子之間的ＴＷｔ作用，阻止其發(fā)生聚集，從而使相鄰逡逑偶極之間的相互作用力減弱。Ｚｈａｏ邋ＣＨ等采用第二種方法，增大了相鄰分子延長軸的距離逡逑至０．８３邋Ａ，提高了發(fā)光效率達(dá)７３％，然而反式１．４－二苯乙烯在長軸的距離為０．３８邋Ａ－０．４８邋Ａ逡逑時的發(fā)光效率卻低于１0％［５４］�？偨Y(jié)得出，為了提高固體的發(fā)光能力，我們可以設(shè)法增加有逡逑機發(fā)光分子熒光團(tuán)之間的距離。但同時這種方法存在弊端

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本文編號：2833846