本論文主要使用密度泛函理論（DFT）和含時(shí)密度泛函理論（TDDFT）與光譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合的方法,研究了影響有機(jī)半導(dǎo)體材料載流子遷移性質(zhì)的因素以及含不同多元環(huán)氫鍵的分子激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（ESPT）反應(yīng)的機(jī)理,主要的研究?jī)?nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:（1）采用第一性原理計(jì)算與Marcus理論相結(jié)合的方法分別研究了烷基取代和N、O、S三種元素對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體材料載流子遷移率的影響。首先,通過(guò)比較bistetracene（BT）分子烷基取代前后結(jié)構(gòu)的重組能、電子耦合及分子間相對(duì)距離的大小,發(fā)現(xiàn)烷基取代對(duì)分子重組能的影響較小,反而可以增強(qiáng)分子間的電子耦合,進(jìn)而提高了材料的載流子遷移率。隨后,我們又選取了結(jié)構(gòu)中含有N、O、S三種元素的N,N’-dioctyl-NDTI（C8-NDTI）分子。通過(guò)比較N、O、S三種元素分別對(duì)分子重組能、鍵長(zhǎng)及分子軌道的貢獻(xiàn),我們發(fā)現(xiàn):O原子能降低C8-NDTI分子空穴遷移過(guò)程中的重組能,也能增加其相鄰分子間的電子耦合;S原子則對(duì)C8-NDTI分子電子遷移過(guò)程中的重組能有減弱效果;而N原子在C8-NDTI分子電子和空穴遷移過(guò)程中均無(wú)明顯貢獻(xiàn)。（2）使用TDDFT方法研究了含五元環(huán)分子... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２．激發(fā)態(tài)分子主要的失活途徑??

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??處于電子激發(fā)態(tài)的分子都是能量較高且不穩(wěn)定的，很容易通過(guò)分子內(nèi)或分子??間的許多過(guò)程失去能量，從而重新回到能量較低且穩(wěn)定的基態(tài)。這個(gè)釋放能量的??過(guò)程我們稱(chēng)之為電子激發(fā)態(tài)的失活。電子激發(fā)態(tài)既可以通過(guò)物理失活又可以通過(guò)??化學(xué)失活，詳細(xì)的失活途徑概括在圖１．２中。??，鏈射躍＆?ｊｆ?熒光??「分予內(nèi)失活｜?嗔先??蜱?「內(nèi)轉(zhuǎn)換??念物理失活＇?無(wú)輯射妖遷｜ｐ系間竄妖??ｔｊ?ｔｅａｒ質(zhì)予轉(zhuǎn)移??＿于失活－化學(xué)反應(yīng)??圖１．２．激發(fā)態(tài)分子主要的失活途徑??電子激發(fā)態(tài)分子內(nèi)的輻射躍遷和無(wú)輻射躍遷過(guò)程也可以用圖１．３來(lái)表示。??ｑ?＝內(nèi)??５?Ａ?ｊ?：轉(zhuǎn)??Ｓ２?－￣ｊ?＾???卞??＿?４／????吸?發(fā)?一???收?出?Ｉ??光?焚?％??子?光?１??ｃ?、?５??〇ｚｔ＝＝＝＝￣４……：?－：．．一：???圖１．３．激發(fā)態(tài)分子內(nèi)的輻射躍遷和無(wú)輻射躍遷過(guò)程??３??

山東大學(xué)博士學(xué)位論文??說(shuō)，ＥＳＰＴ反應(yīng)可以分為兩個(gè)大類(lèi)，即激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)和激發(fā)態(tài)分子??間質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，如圖１．４所示。??分子間ＥＳＰＴ?＿??—Ｒ－Ｈ?＋?０＝?＾＾?—Ｒ?＋?Ｈ－Ｑ—??、分子內(nèi)ＥＳＰＴ??ｒｈ＝ｏｈ、ｓｈ、ｍｈ２．＂??Ｑ＝０、Ｎ、Ｆ．＂??圖１．４．激發(fā)態(tài)分子內(nèi)和分子間質(zhì)子轉(zhuǎn)移示意圖??１．３．１激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移??激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（ＥＳＩＰＴ），通常指分子被光誘導(dǎo)后其烯醇式－酮式發(fā)??生互變異構(gòu)的光化學(xué)過(guò)程。當(dāng)分子中含有相鄰的分子內(nèi)質(zhì)子給體（－〇Ｈ、－ＮＨ２）??和質(zhì)子受體（－Ｃ＝０－、－Ｃ＝Ｎ－）時(shí)ＥＳＩＰＴ反應(yīng)可以發(fā)生。正常情況下，ＥＳＩＰＴ是??從基態(tài)的烯醇式結(jié)構(gòu)開(kāi)始，受到激發(fā)后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程又回到基態(tài)的烯醇式結(jié)構(gòu)??的循環(huán)，整個(gè)過(guò)程遵循經(jīng)典的四能級(jí)循環(huán)，如圖１．５所示。??激發(fā)態(tài)??１／＊＼??吸發(fā)?ｆ?Ｉ??收出?丨發(fā)??光熒?丨出??子?光?＾＾?熒??基態(tài)??Ｂ?Ｋ??圖１．５．激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移過(guò)程的四能級(jí)循環(huán)圖??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3220871