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摘要： 设计并合成了一种具有"双极(bipolar)"性质和发光性能的有机小分子化合物N-苯基-N-(4-(5-(4-联苯基)-1,3,4-噁二唑-2)苯基)苯胺(N-phengyl-N-(4-(5-(4-biphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl)benzenamine,PBPOPB),用1HNMR,MS和元素分析测试技术进行了表征。研究了化合物的热稳定性和光致发光性质,并用循环伏安法测定了其电化学性能。制作了简单的单层和二层器件,单层器件发射蓝光,亮度达2800 cd/m2。二层器件发射绿光,亮度达16750 cd/m2。结果表明,这种合成的有机化合物同时具备空穴传导和电子输入双重功能,光致、电致发光性能优良,热稳定性好,可作为蓝光发射材料或者作为空穴注入材料制作相应的有机电致发光材料。
关键词: 有机小分子 ；空穴传导 ；电子传导 ；有机电致发光
摘要： 镧系金属有机框架化合物(Ln-MOFs)材料是由镧系金属离子和有机配体通过配位键桥联形成的多孔晶态材料,是近年快速发展的一种新型功能性检测材料。Ln-MOFs具有比表面积大、孔道尺寸可调和结构可控等优势,在构建高选择性和高灵敏度的发光传感器领域有着广阔的应用前景,成为当前大量研究人员关心和研究的热点。镧系金属离子具有高配位数和高电荷,易与氧供给配体或氮供给配体相结合,除了La^(3+)和Lu^(3+)外,其他Ln^(3+)未完全充满的4f电子层结构可产生f-f或f-d跃迁发射,利用离子与配体的协同效应可以合成结构多样、发光性能良好的Ln-MOFs材料。Ln-MOFs的永久孔穴可以容纳各种客体物质与框架产生相互作用,外界环境和客体物质的微扰会改变Ln-MOFs的发光波长或强度,产生肉眼可见的颜色变化,并且可以将有机配体设计为发光位点,从而达到更好的传感效果,Ln-MOFs优异的结构和光致发光性质为制作传感材料提供了非常重要的基础。Ln-MOFs中最常见的检测形式是由外界环境因素和检测物引起的光诱导发射强度猝灭(Turn off)和增强(Turn on)。当检测物与Ln-MOFs发生能量竞争,通过配体与检测物之间的相互作用改变能量传递过程,部分能量从配体转移到分析物,能量传递效率降低导致发射猝灭,而检测物增强Ln-MOFs的框架结构强度可有效提高能量传递效率和发光强度。本文聚焦了Ln-MOFs在发光传感领域检测离子、pH、有机小分子、硝基芳香族化合物、气体和温度的研究工作,着重介绍了该领域近期的研究进展,并对Ln-MOFs配体的选择与设计、灵敏性、重复利用性能和复杂环境的适用性进行了展望。
关键词: 镧系金属有机框架化合物 ；发光检测 ；化学传感 ；温度
被引量
9
摘要： 设计和合成了一种新型氟代三苯胺衍生物——N,N,N′,N′-四苯基-[2′,2″,3′,3″,5′,5″,6′,6″-八氟对四联苯]-4,4″′-二胺(OFTPA)。通过元素分析、熔点测定、红外光谱和1 H NMR谱等手段对OFTPA的分子结构进行了表征,并对其主要的红外光谱吸收峰和1 H NMR谱带进行了归属分析。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法(CV)对OFTPA的电子能级结构和发光性能进行了研究。紫外-可见吸收光谱测定结果表明,OFTPA薄膜的最大吸收峰波长为355nm,光学带隙(Eg)为3.09eV。荧光光谱测定结果表明,OFTPA薄膜在365nm紫外光的激发下,产生发光峰波长在448nm附近、半峰宽(FWHM)为68nm的蓝光发射,色纯度高,有望成为优良的蓝光发射材料。循环伏安法测定结果表明,OFTPA的最高占有轨道(HOMO)能级为-5.41eV,最低空轨道(LUMO)能级为-2.32eV,具有良好的空穴传输性能。研究结果为进一步研究其在有机光电器件中的应用提供了参考。
关键词: 三苯胺 ；氟代作用 ；合成 ；光谱
被引量
4
摘要： 采用分子设计的思想,通过多步反应合成了一种新型的以N原子为中心的蓝光发射星型有机小分子。用1H NMR,MS和元素分析进行了表征,研究了化合物的热稳定性和真空镀膜膜层的光致发光性质,用循环伏安法测定了其电化学性能。结果表明,这种合成的有机化合物光致发光性能优良(量子效率达到87%),热稳定性好,可作为制作有机电致发光器件的候选材料。
关键词: 有机分子 ；空穴传导 ；电子传导 ；发光
被引量
2
摘要： 利用高真空多源型有机分子沉积系统分别制备了不同负电极为Al、LiF/Al和Mg∶Ag的有机小分子多层电致发光器件 ,比较了不同负极对以五苯基环戊二烯 (PPCP)为发光层的蓝光有机电致发光器件性能的影响 ,发现以LiF/Al作负极的器件在综合性能上优于其它器件。其中器件ITO/TPD/PPCP/Alq/LiF/Al蓝光发射的最大发光亮度达 2 3 75cd/m2 ,最大发光效率为 0 2 6lm/W。
关键词: 电极 ；LIF绝缘层 ；蓝光有机电致发光器件
被引量
4
摘要： (1)应用量子理论,在Marcus理论基础之上,研究了蓝色磷光体系三芳基Pt配合物的发光性质,并提出了量子效率优化方案。扭曲结构D-A分子具有局域和电荷转移杂化态HLCT性质,在理论上形成单三线态激子时也有可能突破量子自旋统计,即单线态激子的形成比例会超过25%,同时材料本身也有较高的光致发光效率,因而在电致发光器件方面可能会有很好的性能。(2)设计合成了一系列含有配位碳原子的四齿配体,并进一步合成了基于这些刚性配体的铂(II)配合物,通过稳态光谱和超快光谱对铂(II)配合物的光物理性质进行了深入研究,利用密度泛函理论对配合物的基态和激发态性质进行了理论分析,总结了电荷跃迁位置和类型变化的控制因素,探索了这些强磷光材料在光电器件中的应用。(3)在强磷光发射和长激发态寿命的金(III)和钯(II)配合物及其在光催化太阳能转换、能量上转换、双光子吸收和磷光OLED中的应用等方面取得了阶段性进展。(4)在廉价金属(锌、铜和钨)配合物荧光/磷光材料的设计合成及光电应用、不含金属的有机小分子磷光发射方面取得突破性进展,观察到了有机分子的电致磷光。(5)以三核吡唑基d10金属(Cu I,Ag I,Au I)配位单元为主要研究对象,通过合成和配体设计对三核单元间的聚集态结构进行调节,实现了对其聚集体的光物理过程的调控。(6)利用晶态光功能配位超分子聚集体的协同作用、异相反应和动态孔性,进行了研磨致发光变色、异相催化和染料降解、选择性发光传感等应用研究。对于非晶相光功能配位超分子聚集体这类软物质材料,主要探索了其在纳米结构和生物体系中的抗癌活性等方面的应用研究。(7)将动态共价键引入到超分子聚集体的合成中,通过次级组分自组装的技术,成功制备了两类新型的咪唑配位超分子聚集体,首次实现了次级组分自组装合成,为合成新的光功能配位超分子聚集体提供了新思路。(8)设计和合成了16个光敏剂和催化剂。系统研究了这些化合物光的吸收、电子的激发和电荷传递过程。在电子给体存在时,对3组分光催化制氢体系的产氢活性进行了研究。此外,对光催化化学转换研究和转换机制研究也取得了新的研究结果。(9)发现了具有低三线态能级的蓝光磷光主体材料,为新型磷光主体材料的设计提供了新的思路;提出了"Hot exciton"机理及杂化局域-电荷转移(HLCT)态材料,有可能成为低成本高效率的新一代材料。
关键词: 金属配合物 ；理论计算 ；高效率 ；长激发态寿命 ；有机发光器件 ；配位超分子聚集体 ；磷光 ；光催化
被引量
1
摘要： 通过多步反应合成了一种新型的具有"双极(bipolar)"性质和发光性能的以N原子为中心的星型有机小分子低聚物——三(4-(5-(4-(5-(4-(二苯胺基)苯基)-1,3,4-噁二唑-2)苯基)-1,3,4-噁二唑-2)苯基)胺.用1HNMR,MS和元素分析进行了表征,研究了化合物的热稳定性和固体粉末的光致发光性质,并用循环伏安法测定了其电化学性能.结果表明,这种合成的同时具备空穴传导和电子输入双重功能基团的星型有机小分子光致发光性能优良(量子效率92%),热稳定性好,可以作为制作有机电致发光器件的候选材料.
关键词: 有机小分子 ；低聚物 ；空穴传导 ；电子传导 ；发光
被引量
1
【专利/发明】 • CN202010572385.4 • •
申请日：2020-06-22,
公开日：2022-01-07
申请人： 南京邮电大学
公开（公告）号： CN113897193A
摘要： 本发明公开了一类基于二联芴类衍生物的蓝色发光材料，通过三(二亚苄基丙酮)二钯(0)催化的C‑H偶联反应将不同的吸电子基团引入二联芴的9号反应位点，得到一系列结构扭曲的蓝色发光材料；反应原料来源广，均为常见的有机小分子材料，合成成本低，便于产业化；所述发光材料的能隙较宽，发光波长稳定，热稳定性较好，荧光量子产率高，且在一般有机溶剂中都表现出较好的溶解性，适合通过溶液加工的方式制备相应的电致发光器件；该材料在固态薄膜状态下依然保持了优秀的蓝光发射，应用于有机电致发光器件则可以提高器件发光效率，保持蓝光发射，提高器件蓝光发射的色纯度和饱和度。
【专利/发明】 • CN202010572385.4 • •
申请日：2020-06-22,
公开日：2023-10-27
申请人： 南京邮电大学
公开（公告）号： CN113897193B
摘要： 本发明公开了一类基于二联芴类衍生物的蓝色发光材料，通过三(二亚苄基丙酮)二钯(0)催化的C‑H偶联反应将不同的吸电子基团引入二联芴的9号反应位点，得到一系列结构扭曲的蓝色发光材料；反应原料来源广，均为常见的有机小分子材料，合成成本低，便于产业化；所述发光材料的能隙较宽，发光波长稳定，热稳定性较好，荧光量子产率高，且在一般有机溶剂中都表现出较好的溶解性，适合通过溶液加工的方式制备相应的电致发光器件；该材料在固态薄膜状态下依然保持了优秀的蓝光发射，应用于有机电致发光器件则可以提高器件发光效率，保持蓝光发射，提高器件蓝光发射的色纯度和饱和度。
【专利/发明】 • CN201710447018.X • •
申请日：2017-06-14,
公开日：2020-07-07
申请人： 南京邮电大学
公开（公告）号： CN107445987B
摘要： 本发明涉及一种星状两亲性共轭分子材料及其制备方法与应用，该材料以芴结构为骨架，芘为封端基团，膦酸酯作为极性侧基，选用不同烷基链，而得到的星状两亲性共轭分子化合物，具有如下式Ⅰ所示的结构通式：其中，R为带有磷酸酯的烷基、烷氧基、烷苯基、烷基苯基中的一种；Ar为苯、三苯胺、三并茚中的一种。该材料具有化学结构简单、合成成本低廉等优势，同时具有良好的溶液加工性、成膜性和多功能光电特性，可以同时实现高亮度的蓝光发射和高效阴极界面修饰功能。以该材料同时作为发光层和界面修饰层的有机发光二极管，可以通过简化的器件结构实现优异的光电特性，克服了溶液加工制作高性能多层器件的技术难题。
【专利/发明】 • CN201710390851.5 • •
申请日：2017-05-27,
公开日：2019-02-26
申请人： 南京邮电大学
公开（公告）号： CN107098931B
摘要： 本发明公开了一种多功能两亲性共轭分子材料及其制备方法与应用，该材料是由高效发光的芴和芘类物质组成，膦酸酯作为极性侧基，选用不同烷基链的线性分子化合物，其结构通式如下式所示：其中，R为C1‑C30烷基、烷氧基、烷苯基、烷苯氧基、芳基中的一种。该材料具有化学结构简单、合成成本低廉等优势，同时具有良好的溶液加工性能、成膜性能和多功能光电特性，可作为多功能材料同时实现高亮度的蓝光发射和高效的阴极界面修饰。以该材料同时作为发光层和界面层的有机发光二极管，可以采用简化的器件结构通过溶液过程或喷墨打印方式实现优异的光电特性，克服了常规多层器件中的制作障碍。
会议时间： 2012-08-26
摘要： 单一聚合物线偏振白光电致发光器件是主动发光器件,具有重要的价值。根据光学理论:蓝、黄互补色光以不同比例混合可以得到白光。本文设计合成了三联苯衍生物以其重心位置键入到聚苯撑乙烯主链上,形成交叉共轭结构的聚苯撑乙烯衍生物。在聚酰亚胺取向膜上取向后,聚合物的交叉共轭结构被破坏。结合高分子主链的黄光发射、侧链的蓝光发射,得到了线偏振白光,二色比为3。在固态下,有机小分子很容易形成各种聚集态。如果二种发蓝光的有机小分子聚集程度很大时,会发出长波段的互补光就可以得到白光。本文尝试将此种方法引入到共轭液晶高分子体系中,达到制备单一聚合物线偏振白光发光材料的目的。聚芴是一种平面性好、量子效率高、易形成聚集形态的蓝光材料。通过Suzuki金属偶联反应制备了含侧基偶极单元的聚芴衍生物。聚合物在聚酰亚胺取向膜上取向后,部分高分子主链形成扭转螺旋结构发射蓝光,另一部分高分子主链形成激基缔合物发射长波段的光,复合后得到了线偏振白光,二色比为2.4。
关键词: 单一聚合物线偏振白光 ；共轭高分子 ；液晶态
摘要： 圆偏振有机发光二极管（CP-OLEDs）在3D显示、圆偏振光检测的场效应晶体管器件和个性化诊疗等领域具有广阔的应用前景。已经报道的可以用于CP-OLEDs器件制备的材料包括手性高分子荧光材料、有机金属配合物和有机小分子荧光和TADF材料。以手性荧光高分子为发光材料的器件一般都具有高的圆偏振电致发光不对称因子(gEL),但是获得的器件性能（亮度和效率）较低。发光层采用有机金属配合物和有机TADF材料的器件可以获得良好的器件性能,gEL值为10-5～10-3数量级。目前文献报道的大多数器件存在gEL值和器件的性能无法同时兼顾的问题。gEL值是衡量CP-OLEDs器件性能优劣的重要参数之一。因此,如何在保证器件性能的情况下提高gEL值成为了目前CP-OLEDs器件的重要研究内容之一。在手性分子骨架上修饰发光基团或将手性小分子与液晶性高分子材料掺杂都可以制备出能发射CPL光的材料。点手性分子存在手性构型不稳定或只存在单一构型分子的问题。面手性分子（包括手性螺烯、手性[2.2]对环芳烷）存在分子结构多样化修饰困难的问题。轴手性分子手性构型稳定,具有良好的手性诱导能力。联萘酚是最具有代表性的轴手性分子之一,分子结构可以进行多样化修饰,被广泛应用于圆偏振发光（CPL）发光液晶、CPL探针以及能量转换型手性凝胶材料等研究。研究发现,对于联萘衍的CPL材料,发光基团对联萘骨架的修饰位点变化,修饰发光基团结构的改变,以及联萘单元二面角的变化对材料的CPL发光性能都具有显著的影响。但是,目前联萘衍生物在CP-OLEDs器件中相关研究报道较少。本论文首先以具有AIE效应的荧光基团修饰联萘酚骨架,通过提高材料在聚集态的发光性能来提高器件的gEL值。由于AIE发光基团分子结构的高度扭曲,导致整个CPL材料分子结构高度扭曲,可能不利于材料分子在固态薄膜中形成结构规整的π-π堆积结构,器件的|gEL|值仅为3.2×10-3。随后改用分子结构平面化的芘基团对联萘酚骨架的3,3’-位或6,6’-位进行修饰,研究发光基团修饰位点改变对材料CPL发光性能的影响,发现发光基团修饰联萘酚骨架的3,3’-位可以获得|gEL|值更大的CP-OLEDs器件发光材料。接着,以不同长度的烷基链对联萘酚的羟基进行桥联（二面角变化）,或3,3’-位修饰结构不同的发光基团（取代基效应）,系统地探究了发光基团结构变化及二面角变化,对联萘衍生物|gEL|值大小的影响。为了兼顾器件亮度和gEL值,以联萘衍生物为诱导剂对非手性发光高分子进行诱导,制备出了具有高亮度和高gEL值的CP-OLEDs器件。最后,改变非手性发光高分子的结构,研究高分子的结构变化对联萘衍生物诱导其产生CPL信号大小的影响。本论文的主要研究内容与结果如下:1.AIE基团修饰的手性联萘衍生物圆偏振电致发光性质研究本章利用AIE活性发光基团修饰联萘酚骨架,制备出聚集态发光性能增强的CPL材料,并对其CP-OLEDs器件性能进行研究。以四苯乙烯发光基团修饰联萘骨架,合成了一对具有AIE活性的手性联萘衍生物（R/S）-2-6,其在固体薄膜中的荧光量子产率为39.8%,最大|gem|值为3.6×10-3。以（R/S）-2-6为发光材料制备CP-OLEDs器件,器件的启亮电压(Von)为3.18 V/3.24 V,最大亮度(Lmax)为8061 cd/m2/7946 cd/m2,最大电流效率(CEmax)为1.32 cd/A/1.26 cd/A,最大|gEL|值为3.2×10-3。化合物的gEL值仍处于10-3数量级,这可能是由于四苯乙烯基团的分子空间结构扭曲,在联萘骨架上修饰该基团后,（R/S）-2-6的分子结构高度扭曲,不利于其通过分子间π-π相互作用进行定向堆积,从而妨碍其CPL性能的发挥。2.芘基团修饰的手性联萘衍生物圆偏振电致发光性质研究本章研究联萘骨架上发光基团修饰位点改变,对其CPL发光性能的影响。以芘为荧光团,对联萘骨架的3,3’-位或6,6’-位进行修饰,合成了两对CPL发光材料（R/S）-3-5和（R/S）-3-6。芘基团具有十分优异的载流子传输性能,利用芘基团对联萘骨架进行修饰,提高其衍生物的载流子传输能力。芘基团修饰6,6’-位得到的CPL材料(（R/S）-3-6)在固体薄膜中的最大|gem|值为1.1×10-3,修饰3,3’-位得到的CPL材料(（R/S）-3-5)在固体薄膜中的最大|gem|值为6.2×10-3。与（R/S）-3-6的|gem|值相比,（R/S）-3-5在固体薄膜中的最大|gem|值扩大了5.6倍。理论计算结果显示,在基态（S0态）,（S）-3-6只有一个相对稳定的分子构象,但是在第一激发态（S1态）,化合物（S）-3-6具有两个相对稳定的分子构象（S）-3-6a(gem=-2.8×10-3)和（S）-3-6b(gem=1.6×10-3)。化合物（S）-3-6的联萘C2轴和芘基团可以旋转,不利于化合物通过分子间π-π相互作用进行定向堆积,从而妨碍材料CPL性能的发挥。此外,分子构象（S）-3-6a和（S）-3-6b的CPL信号方向相反,其信号可以进行抵消。化合物（S）-3-5具有刚性共轭平面结构,其无论是在S0态,还是S1态均只具有一个相对稳定的分子构象(gem=-1.0×10-3)。（S）-3-5分子构型稳定,在固体薄膜中,可以利用分子间π-π相互作用定向堆积形成规整结构,有利于其CPL性能的发挥。基于化合物（R/S）-3-5的器件,Von为3.43 V/3.18 V,Lmax为10886 cd/m2/11336cd/m2,CEmax为3.86 cd/A/3.91 cd/A,最大|gEL|值为5.6×10-3。在联萘骨架的3,3’-位修饰具有平面刚性共轭结构的发光基团,有助于联萘衍生物CPL性能的发挥。3.手性联萘衍生物诱导的非手性高分子F8BT的圆偏振电致发光性质研究本章研究联萘衍生物分子结构(联萘单元二面角（θ）大小和3,3’-位修饰发光基团结构变化（取代基效应）),对其CPL发光性能的影响;随后,以联萘衍生物为手性诱导剂,研究其对非手性发光高分子F8BT诱导能力的影响。以联萘酚为原料,在联萘酚的羟基上桥联不同碳链长度的烷基（C1～C4）,3,3’-位修饰苯基咔唑、三苯胺、苯基酚噁嗪和芘等发光基团,得到了一系列联萘衍生物（R/S）-4-1～（R/S）-4-10。随着羟基上桥联烷基碳链长度的增加（C1～C4）,化合物（R/S）-4-1～（R/S）-4-5联萘单元的二面角逐渐增大（θ=50.01～104.46°）,联萘单元的扭曲程度逐渐增加,其|gem|值和手性诱导能力逐渐下降。以亚甲基桥联联萘酚的羟基,化合物（R/S）-4-6～（R/S）-4-10的θ值不随联萘骨架3,3’-位修饰基团结构的改变而发生显著变化（θ=50.01～52.73°）。3,3’-位修饰基团的分子结构扭曲程度增加,其衍生物的CPL发光性能和手性诱导能力逐渐下降。实验发现,联萘单元二面角越小、分子结构越平面的联萘衍生物(（R/S）-4-1、（R/S）-4-6、（R/S）-4-9和（R/S）-4-10)（θ=50.01～52.38°）,其|gem|值和手性诱导能力越强。分子结构的平面性（二面角大小）是联萘衍生物|gem|值和手性诱导能力大小的主要决定因素。为了兼顾器件的亮度和gEL值,以芘基团修饰的手性诱导剂（R/S）-4-10掺杂非手性发光高分子F8BT,制成CP-OLEDs器件,器件的Von为4.1 V,Lmax为21797.8 cd/m2/20572.6 cd/m2,CEmax为4.19 cd/A/4.06 cd/A,最大|gEL|值为9.8×10-3。具有刚性共轭平面结构的联萘衍生物,分子间π-π相互作用强,在掺杂薄膜中可以显著增强高分子的链间相互作用,促进高分子进行超分子自组装,从而诱导高分子产生手性。4.手性联萘诱导剂诱导的非手性聚芴衍生物的圆偏振电致发光性质研究本章研究非手性聚芴高分子骨架中引入不同摩尔比（1%、5%和10%）的发光基团（DMTRZ）,对其被诱导产生CPL信号能力的影响。在聚芴合成过程中加入不同比例的DMTRZ基团,合成了三组高分子P1、P2和P3。在固体薄膜中,随着DMTRZ单元摩尔比的增加（P1～P3）,高分子的荧光量子产率增大,但是其被联萘衍生物（R/S）-4-6诱导产生CPL信号的能力下降。由于DMTRZ发光基团分子结构空间位阻大,随着高分子链中DMTRZ基团比例的增加,分子间的位阻增大,高分子的链间相互作用减弱,手性诱导自组装能力下降。由于P3的发光性能最佳,为了兼顾器件的亮度和|gEL|值,利用（R/S）-4-6掺杂高分子P3（10%DMTRZ单元含量）制成CP-OLEDs器件,器件的Von为4.8 V,Lmax为10287cd/m2/10693 cd/m2,CEmax为4.25 cd/A/4.06 cd/A,最大|gEL|值为1.7×10-2。该工作可以为具有高|gEL|值的CP-OLEDs器件的设计提供参考。
关键词: 手性 ；有机发光二极管 ；联萘衍生物 ；手性诱导 ；圆偏振电致发光
被引量
1
摘要： 热活化延迟荧光（TADF）材料由于具有合成简单、不含贵重金属元素（铱、铂等）、全光谱覆盖以及100%激子利用率等优点,已经逐步取代磷光材料成为第三代显示技术的核心材料。尽管TADF-OLED器件的外量子效率（EQE）在整个可见光谱范围内均能够超过20%,但仍不可避免地面临着一些问题。一,为了满足Dexter能量转移的短程电子交换需求,TADF分子作为发光材料使用时其掺杂浓度一般处于相对较高的水平（≥5%,主客体掺杂）。在该掺杂浓度条件下,TADF分子实际上是以聚集体的状态（即聚集态）存在,而不是理想的单分子分散状态。此时,超分子结构对材料的发光性能起着决定性作用。遗憾的是,到目前为止,有关TADF材料超分子结构的研究鲜有报道。二,基于单一有机小分子的白光有机电致发光器件（WOLED）具有制作工艺简单、价格低廉、电致发光光谱稳定以及不发生颜色老化等优点,是目前急需突破的研究热点。考虑到传统荧光WOLED较低的器件效率（EQE≤5%）以及磷光WOLED较高的制造成本,构建单一的TADF有机小分子白光体系（包含光致和电致白光）成为理想的解决方案,这在目前仍十分具有挑战性。三,对于TADF-OLED,电激发产生的三重态激子（T1）经RISC上转换为单重态激子（S1）耗时较长,该过程会不可避免地导致T1激子的累积,从而形成强烈的三线态-三线态湮灭（TTA）和单线态-三线态湮灭（STA）,即严重的效率滚降。因此,需要合理的超分子和器件结构设计来实现高效、稳定的器件性能。本论文以占吨酮及其衍生物作为受体核构建了一系列新型的TADF材料,主要研究内容为:1、在第2章中,我们利用简单的反应合成了基于占吨酮（XO）受体和吩噁嗪（PXZ）给体的D-A型TADF分子3-PXZ-XO,并通过不同的晶体培养方式,最终获得了三种不同发光特性的晶相A、B和C。光物理测试表明,三种晶相的最大发光波长分别为535 nm（绿光,A）、555 nm（黄光,B）和576 nm（橙光,C）;荧光量子效率（PLQY）分别为51%（晶相A）、28%（晶相B）和39%（晶相C）;延迟荧光寿命分别为914 ns（晶相A）、774 ns（晶相B）和994 ns（晶相C）。超分子结构解析表明,三种晶相相邻分子之间均存在着不同类型的给体-给体（D-D）或受体-受体（A-A）π-堆叠相互作用。因此,晶相A、B、C不同的TADF特性应归因于其不同的超分子结构,即合理的非共价键相互作用（π-π,氢键和C-H···π等）和超分子结构调控能够显著增强材料的TADF性能。2、在第3章中,根据前一章的工作,我们选用结构更为灵活的二苯胺（DPH）基团来代替PXZ给体与XO受体偶联,获得了固态下具有高效白光发射特性的3-DPH-XO分子。理论计算、超分子结构表征以及光物理测试表明该白光发射来自于不同晶相（A、B和C）一定比例的自发组合。其中,受体-受体π-堆叠特性的晶相B和C均表现出明显的TADF行为,表明适当的非共价键相互作用和超分子结构调控可以增强RISC过程,进一步印证了第2章的结论。此外,晶相B（受体间长程的π-堆叠）还具有特殊的双荧光发射特征。本章的研究结果为进一步设计开发新型、高效的单分子白光材料以及TADF材料指明了方向。3、在第4章中,我们通过对前一章3-DPH-XO分子的受体核进行简单的化学修饰:（1）选用面积更大的苯并占吨酮（BXO）受体;（2）在XO受体核上引入空间占位原子Br（同时也能够增强目标化合物的ICT特性）,均实现了目标TADF分子10-DPH-BXO和3-DPH-6-Br-XO晶体（超分子聚集体）的双荧光发射。理论计算、晶体解析以及光物理测试表明,它们都具有受体间长程π-堆叠的超分子结构;并且,10-DPH-BXO晶体（聚集体）的双发射分别来自超分子聚集体S1（TADF）和S2（普通荧光）能级的跃迁,为超分子聚集体整体的发光;而3-DPH-6-Br-XO晶体（聚集体）的双发射则分别来自于单体（TADF-1）和超分子聚集体（TADF-2）S1能级的跃迁。以10-DPH-BXO和3-DPH-6-Br-XO为发光材料制备的TADF-OLED均表现出良好的白光性能。其中,10-DPH-BXO随着掺杂浓度的变化,电致发光光谱能够覆盖冷白光、近纯白光以及暖白光等发光区域,对应器件的最大EQE分别为8.13%（冷白光）、4.89%（近纯白光）和3.55%（暖白光）,均代表着目前基于单分子荧光染料WOLED的最好性能之一。3-DPH-6-Br-XO在较高掺杂浓度范围内（15 wt%到30 wt%）均表现出暖白光发射,由于短波区同样为TADF发光,其器件EQE高达14.85%,远远超过目前基于单分子荧光染料WOLED的最高水平。本章的研究工作表明,合理的分子结构和超分子结构调节是获得高性能有机单分子WOLED的一种有效途径。4、在第5章中,结合前几章的工作,我们通过降低XO受体核的π-电子共轭程度,得到了体积较小、结构较为灵活的D-A型TADF分子PXZ-CMO。并以其作为发光材料制备了两组结构相同的OLED器件（仅发光层组成不同）,最优发光层结构分别为:15 wt%PXZ-CMO:MCP（器件G1）和20 wt%PXZ-CMO:DPEPO（器件G2）。有意思的是,虽然器件G1和G2具有相似的电致发光光谱、近乎相等的EQE值（G1:12.1%,G2:11.8%）,器件G1却表现出远小于器件G2的效率滚降:在1000 cd m-2亮度下G1能够保持EQE为10.8%,而G2则仅为6.4%。光物理性质研究表明,器件G1的低效率滚降源自其发光层中PXZ-CMO分子T1激子的双通道辐射跃迁。本章的工作极大地拓宽了高效率、低滚降的TADF-OLED的设计思路。综上所述,本论文采用分子和超分子结构调控的方法,基于占吨酮衍生物电子受体设计合成了一系列具有D-A结构特性的共轭有机分子。系统地阐释了激发态特性与分子、超分子结构的内在联系,巧妙地获得了光致和电致条件下基于单一TADF分子的白光发射,并且通过合适的主体选择,实现了同一种TADF分子T1激子的双通道辐射跃迁,大大降低了电致发光器件的效率滚降。
关键词: 占吨酮 ；分子结构 ；超分子结构 ；热活化延迟荧光 ；多晶相 ；单分子白光固体 ；单分子白光器件 ；低效率滚降
摘要： 有机发光二极管（organic light-emitting diodes,OLEDs）以其独特的性质,如质轻、自主发光、快速响应以及具有宽广视角,在平板与柔性显示等领域具有十分广阔的应用前景。与目前已经相对成熟的红色和绿色发光体相比,由于固有的宽带隙,高效稳定的蓝光材料仍然缺乏,尤其是低成本、结构简单的非掺杂蓝光OLED的开发迫在眉睫。蒽分子显示出蓝光发射特性,且刚性平面、大π共轭的构型使其拥有良好的载流子迁移率、较高的π-π*局域激发态强度和光致发光量子产率（Photoluminescence quantum yield,PLQY）。基于此,蒽核蓝色荧光材料受到了广泛关注。然而,平面的蒽分子易堆叠结晶,导致固态下的聚集猝灭和发射红移,因此通常需在其-9,-10号位进行修饰以破坏蒽的平面构型。三苯基膦氧（PO）基团是具有类四面体构型的刚性大体积单元,除了其显著的体积位阻效应能够促进无定形分子的形成外,作为强受体单元还能够在一定程度上增强蒽核蓝光材料的载流子迁移率。基于此,本论文开展的研究工作内容如下:（1）在第二章中研究了单、双PO单元修饰对蒽核蓝光分子的构型、光物理特性以及最终电致发光性能的影响。使用蒽核搭配萘、PO单元设计合成了两个新型的D-π-A蓝色荧光材料POPhAnNap、PO2PhAnNap。结果表明,双PO单元修饰使得PO2PhAnNap获得了更为扭曲的不对称结构、更优异的热稳定性和更深的最低未占据分子轨道（Lowest unoccupied molecular orbital,LUMO）能级。在基于POPhAnNap和PO2PhAnNap制备的OLED器件中,以POPhAnNap为发光层制备的非掺杂蓝光器件展现出色坐标为（0.16,0.08）的蓝光发射,而PO2PhAnNap器件则表现出更为优秀的电致发光效率。（2）在第三章中研究了具有不同拉电子能力的三苯基三嗪单元和苯并咪唑单元对双PO修饰蒽核材料光电性能的影响,使用蒽核搭配双PO单元和两个不同的受体,设计合成了两个新型的A-π-A蓝光多功能材料PO2PhAnTz和PO2PhAnBI。其中PO2PhAnBI具有更平衡的载流子迁移率,以其制备的无电子传输层非掺杂蓝光器件表现出3.0 V的低开启电压(Von),最大电流效率达到5.78 cd A-1,EQEmax达到5.74%,CIE坐标为（0.16,0.14）。本文利用三苯基膦氧单元修饰蒽分子,设计合成了一系列蓝色荧光材料,通过调节给受体单元获得不同分子构型、平衡载流子迁移率来调控分子的发光性能,为后续蒽核蓝光材料、苯膦氧单元的研究提供了一定的帮助。
关键词: 有机发光二极管 ；三苯基膦氧单元 ；蒽核蓝光材料 ；非掺杂器件
摘要： 有机发光二极管（OLED）凭借广视角、高效率、高对比度、响应速度快以及柔性等优点，被广泛地应用于全彩显示领域。目前制备OLED的材料存在价格昂贵、各功能层材料的搭配选择有限、蓝光和红光器件效率低且不稳定等问题。因此，开发低成本、高效和稳定的蓝光和红光OLED材料一直是产业界和学术界的研究热点。热活化延迟荧光（TADF）材料作为第三代发光材料，具有低成本和100%激子利用率等优点，因此其成为目前OLED领域的研究热点和前沿方向。芳基酮具有较强的n-π*跃迁，可以加快反向系间窜越过程，易捕获三重态激子，且合成简单、易修饰，常被作为受体用于构筑D-A型TADF材料。本论文主要设计合成两个系列的杂环芳基酮发光材料，并研究其发光性能及应用。 （1）第一章，我们简要介绍了OLED的发展现状、TADF材料的发光机理及AIE性质。随后综述了芳基酮发光材料的研究进展，并引出本论文的研究思路。 （2）第二章，利用自主开发的吡啶并咪唑类芳基酮（pBZ）单元作为受体和给电子能力较弱的三苯胺和二苯胺构筑D-A型分子，并成功地合成了两个具有聚集诱导发光（AIE）、双极性特性的蓝光材料pBZ-TPA和pBZ-DPA。通过理论计算、紫外-可见吸收光谱、发射光谱和荧光寿命测试对两个分子进行系统地研究。两个分子单重态-三重态能级（?EST，0.58eV和0.53eV）较大、荧光没有微秒级长寿命，表明其无TADF性质。通过改变分子内?桥（联苯/苯）长度，调控其分子内电荷转移（ICT）特性，并证明了pBZ-TPA具有更强的ICT特性。此外，通过对pBZ-TPA的单晶进行衍射分析，发现pBZ单元可以提供丰富的分子间相互作用，这样有利于其减少非辐射跃迁。由于两个分子在聚集态下呈现高效的蓝光发射，将其用作发光层制备了OLED器件，其中的掺杂器件显示477nm和472nm的天蓝光发射峰，以及获得4.3%和4.0%最大外部量子效率（EQE）。此外，发现两个分子具有较宽的光学带隙和较高的三重态能级，将其作为主体材料制备了红色磷光OLED器件，从而获得18.9%和17.8%的最大EQE，以及在亮度为1000cdm-2下依然可以保持16.7%和16.5%的EQE。该工作表明所制备两个分子在OLED器件中具有多功能性。 （3）第三章，利用2-芳酰基苯并噻唑（SN）作为受体和给电子能力很强的吩恶嗪和吩噻嗪作为给体构筑D-A型分子，并通过简便的合成方法制备了具有AIE性质的红光材料SN-PXZ和SN-PTZ。通过理论计算、紫外-可见吸收光谱、发射光谱和荧光寿命测试对两个化合物进行系统地研究。两个化合物具有较小?EST（0.04eV和0.16eV）和微秒级长寿命，表现出明显的TADF性质。通过对两个化合物进行单晶结构分析，观察到它们不同的分子堆积方式，此外，SN-PTZ具有明显的力致变色现象。由于两个分子在聚集态显示红光发射峰，将两个分子作为发光层制备OLED器件，其中的非掺杂器件显示662nm和656nm的红光发射峰，对应的CIE坐标分别为（0.604,0.364）和（0.609,0.380），以及获得0.15%和0.34%的最大EQE。虽然基于此系列分子所制备的器件效率较低，但为开发芳基酮红光材料提供一定的启发。
关键词: D-A型杂环芳基酮发光材料 ；双极性特性 ；单晶结构
摘要： 多重共振(MR)有机荧光材料由于其刚性骨架结构对激发态弛豫的抑制而表现出窄谱带发光的突出特征,在新一代超高清显示技术领域表现出极大的发展潜力。其中,硼/氮多重共振结构具有高发光效率和光谱可调等优势,是目前重点研究的材料体系之一,但尚面临反向系间窜跃速率(kRISC)偏低和难以实现长波长发光等挑战。有鉴于此,本论文围绕硼/氮多重共振有机荧光材料为研究主题,面向实现高速反向系间窜跃和长波长发光为目标,通过引入重原子、采用双硼结构、开发新型含氮配体单元等手段,发展了具有较高kRISC和长波长发光等特点的多重共振小分子与高分子荧光材料,组装了窄谱带溶液加工型有机发光二极管(OLED)器件。
1.采用两个硼原子为缺电子原子、不同数目的硫和氮原子为富电子原子,设计合成了具有较高kRISC的蓝光和红光双硼多重共振有机小分子荧光材料。一方面,通过将两个硼原子嵌入苯环的间位,并在硼原子的对位和邻位分别引入两个硫原子和氮原子来削弱其吸电子特性以及分子稠环骨架内的推拉电子强度,设计合成了两种蓝光双硼MR材料mDBNS和mDBNStBu,其在甲苯溶液中的发光波长为451—457 nm,发射光谱半峰宽(FWHM)为18—22 nm,薄膜态光致荧光量子效率(PLQY)为70—76%。由于硫原子的重原子效应能够促进自旋-轨道耦合,因而实现了较高的kRISC(1.1×105-1.2×105s-1)。基于mDBNStBu的溶液加工OLED器件的最大外量子效率(EQE)为10.4%,发光波长为462 nm,半峰宽为34 nm,CIE坐标为(0.13,0.12)。另一方面,通过将两个硼原子嵌入苯环的对位,同时引入两个硫原子和两个氮原子,形成对位给体(D)-π-D和受体(A)-π-A结构来增强分子内推拉电子强度,设计合成了两种红光双硼多重共振材料DBNS和DBNS-tBu,其发光波长为631—641 nm,发射光谱半峰宽为39—40 nm(0.11—0.12 eV),PLQY 为 80%—85%,kRISC为2.1×105-2.2×105 s-1,组装的溶液加工OLED器件的发射峰位于616 nm,半峰宽为0.20 eV,色坐标为(0.65,0.34),最大 EQE 为 7.8%。
2.采用桥联二氢吩嗪为配体单元,通过改变配体数目和引入螺环桥联结构,设计合成了三种黄光有机硼MR小分子荧光材料(CzBQuAc、BDQuAc和BDSpQuAc)。研究表明,桥联二氢吩嗪的强给电子能力能够使其与硼原子之间形成分子内强推拉电子体系,因而具有较窄的能隙(2.32—2.33 eV)。其中,含有一个甲基桥联二氢吩嗪配体单元的CzBQuAc的光致发光峰位于548nm,半峰宽为55nm(0.21 eV)。与CzBQuAc相比,含有两个甲基桥联二氢吩嗪配体单元的BDQuAc分子内两侧给体片段推电子能力更为平衡,片段间的长程电荷转移(CT)作用被抑制,发光峰蓝移至537nm,半峰宽降低至45 nm(0.19eV)。另一方面,与含有甲基桥联配体的BDQuAc具有较强浓度依赖性不同,含有螺芴桥联配体的BDSpQuAc的发光光谱表现出较小的浓度依赖性,随着掺杂浓度从1 wt%提高至20 wt%,其发光峰仅红移5 nm,半峰宽仅展宽3 nm。基于BDSpQuAc组装的溶液加工型OLED器件的发光峰位于560 nm,CIE色坐标为(0.46,0.53),最高EQE为23.4%。
3.采用非共轭聚乙烯为高分子主链、苯基吖啶为给体单元、三苯基三嗪为受体单元、以及硼/氮多重共振稠环芳烃结构为发光单元,设计合成了含有空间电荷转移(TSCT)高分子敏化剂的蓝光窄谱带高分子TADF材料。研究表明,发光单元含量分别为1 mol%和2 mol%的高分子PAcTRZ-TBCzB-1和PAcTRZ-TBCzB-2均表现出来自于多重共振单元的窄谱带蓝光发射,其溶液态发光峰位于480—481 nm,半峰宽为28—29 nm。值得注意的是,发光单元外围没有叔丁基的高分子PAcTRZ-CzB-1和PAcTRZ-CzB-2在薄膜态表现出来自于给体单元与发光单元之间的CT态和发光单元自身的双峰发射(λPL,film=479-482,540-545 nm,FWHMPL,film=61-130 nm),而发光单元外围含有叔丁基的高分子PAcTRZ-TBCzB-1和PAcTRZ-TBCzB-2在薄膜态仍表现出窄谱带蓝光单峰发射(λPL,film=484-485 nm,FWHMPL,film=30—33 nm),表明叔丁基位阻基团能够有效抑制发光单元与给体单元之间的相互作用。与硼/氮多重共振单元自身具有较低kRISC(0.12-0.17×105 s-1)不同,含有吖啶给体、三嗪受体和发光单元的三组分聚合物具有更高的kRISC(0.91-1.47×105 s-1),表明TSCT高分子敏化剂的引入能够加快三线态激子转变为单线态激子,有利于提升激子利用率。基于PAcTRZ-TBCzB-1组装的溶液加工型OLED器件的最大EQE为2.9%,发光峰位于481 nm,半峰宽为28 nm,CIE坐标为(0.13,0.28),与不含有叔丁基的高分子PAcTRZ-CzB-1(半峰宽为54 nm,CIE坐标为(0.20,0.31))相比具有更高的蓝光色纯度。
关键词: 多重共振 ；窄谱带 ；有机硼 ；热活化延迟荧光 ；溶液加工 ；重原子效应 ；稠环芳烃
摘要： 人类的发展,离不开材料的创新和更迭。新材料的开发与已有材料性能的提升,对于社会进步举足轻重。但创新的过程是一个浩大的工程,新材料的发现往往要通过大量的实验筛选,资金和时间成本高且效率低。而通过对材料本身性质的分析与理解,反过来指导一些可能的材料设计方案,从微观改变调控宏观性能,可以有效提高材料的发展进度。半导体材料种类繁多,应用广泛,可以分为无机半导体材料和有机半导体材料,尤其是有机半导体材料,分子结构比较灵活,可以通过化学合成等方法进行调整,从而应用在柔性电子、显示技术、生物传感等领域。
有机半导体中发光材料占有十分重要的地位,根据发光状态一般分为聚集诱导荧光猝灭（ACQ）、聚集诱导发光（AIE）和双态发光（DSE）三种分子形式,ACQ分子由于具有刚性平面结构,在稀溶液状态下发出强烈的荧光,但当分子发生聚集时发生荧光猝灭现象。AIE分子在单分散状态下会因分子内转动或振动消耗激发能量,导致荧光猝灭。然而在聚集状态下,基团的自由转动被抑制,非辐射能量的衰减受到阻碍,发射增强。DSE分子可以通过共轭诱导刚性结构、引入给受体（D‐A）结构或引入大的位阻基团等分子设计策略,实现了固-液双态高效发光。
有机发光分子的一类典型聚集态是有机晶体,晶体一般由高度规则排列的分子组成,这一特殊的性质使得它们在光学、电学、磁学等领域都有良好应用。有机小分子有序组装而成的高质量单晶,具有缺陷少、分子结构易于修饰、热稳定性高等优势,且分子高度有序排列,使其通常具有光学各向异性特征,适用于制作偏光相关器件。对有机发光分子从溶液到晶体的研究,可以深入理解其在器件应用中的工作原理。本文使用飞秒瞬态吸收技术与稳态光谱相结合,探测不同发光机制的有机分子在不同状态下的分子间相互作用,以得到有机分子光激发后的光物理过程。再利用实验室自行搭建的偏振相关测试系统,对有机分子单晶进行光学各向异性研究,为其在宽带偏振敏感照明和在整个可见光波长范围内的显示设备提供新的选择。本文主要内容如下:
第三章以双态发光分子砜基桥联均二苯乙烯衍生物（SO2-Bri-DSB）分子为研究对象,对其在二氯甲烷溶液中与晶体状态下的光致发光物理机制进行了分析。分子在溶液与晶体中的绝对荧光量子产率可达55%和89%,具有明显的双态发光特征。SO2-Bri-DSB二氯甲烷溶液被激发后,首先经历快速的振动能量耗散过程（VED）,从激发态的高振动能级弛豫到低振动能级,随即经历一个较为漫长的单双键长平均化（BLA）的分子结构改变过程。最后,激发态物种弛豫回到基态发出荧光。结合全局拟合与奇异值分解方法,解析证明了这三种瞬态组分的差异光谱与时间演化曲线,并拟合出三种组分的寿命。当SO2-Bri-DSB分子聚集成晶体状态时,其瞬态吸收光谱成分简单,只有一个激发态吸收（ESA）信号随时间弛豫的过程,由于晶体中分子间的相互作用增强,VED与BLA过程消失。
第四章对SO2-Bri-DSB晶体的光学各向异性做出了研究,利用实验室自行搭建的偏振系统从稳态、时间、空间等方面详细分析了晶体的本征发光各向异性与各向异性的演化规律。偏振吸收光谱表明由晶体的跃迁偶极矩特殊取向带来电子跃迁各向异性。晶体的稳态发射光谱对激发光偏振方向与荧光偏振方向均表现出周期依赖关系,其偏振时间分辨荧光动力学曲线的幅度与弛豫速率在相互垂直的激发偏振方向下差异明显,各向异性值随延迟时间的变化曲线由两部分组成:电子跃迁各向异性导致的阶跃部分与激子弛豫速率差异导致的缓慢上升过程,光生激子在0°激发偏振方向下复合与辐射速率比90°慢。由于晶体对不同振动方向荧光的折射、散射效果不同,晶体具有光波导各向异性特征,有效传播长度为15.15mm。
第五章研究了一种具有AIE特性的3-（呋喃-2-基）-2-(4-{[（2-羟基-5-甲基苯基）亚甲基]氨基}苯基)丙-2-烯腈（LAXYUI）分子,飞秒瞬态吸收光谱显示,相比LAXYUI溶液来说,由于LAXYUI晶体中分子间相互作用的增强,导致激发态寿命延长,非辐射通道受到抑制,发光增强。分子的有序排列为晶体带来了各向异性特征,偏振方向依赖的发射光谱表明晶体对激发光具有吸收性与多色性特征。由于跃迁偶极矩的特殊取向,光生载流子振动方向与跃迁偶极矩取向相同时更容易扩散,而与跃迁偶极矩取向不同时,载流子可能将能量耗散或传递到周围,导致寿命减短。且随着温度降低,晶体的发光各向异性增强。晶体的双折射效应使荧光沿晶体长轴传播时,0°激发方向下产生的荧光折射率更大,由此引发晶体中荧光的传播各向异性。这些研究结果有助于人们对有机发光晶体光学各向异性的理解与应用,为提高偏振显示等器件的性能奠定基础。
关键词: 双态发光分子 ；超快光谱 ；有机发光晶体 ；偏振光学 ；光学各向异性
摘要： 有机-无机金属卤化物(OIMHs),作为一类新颖材料,创新性地把有机成分与无机金属卤化物融合在一起。它将有机材料和无机材料的特性巧妙兼容,进而产生了独有的结构与性能。该材料因具备结构灵活多变、功能丰富多样、发光效率高、光谱可在较宽范围调节、制备成本低廉以及能对多种刺激做出响应等特性,在固态照明(WLED)、生物成像与传感、X射线闪烁体等领域发挥着重要作用,已然成为下一代光电技术的核心材料。本论文聚焦于低维有机-无机杂化卤化物展开研究,取得成果如下: 1.运用简单的溶剂热法,通过改变卤素原子与有机阳离子的种类,成功制备出四种Mn基金属卤化物:[(Tp)3Mn1.5Cl6·H2O]、[(Tp)3MnBr5]Br、(Tp)2MnBr4 和(Mp)2MnBr4,借助单晶X射线衍射测试,精确测定了其结构。随后开展应用研究,基于这些Mn基金属卤化物,成功制作出具有显色指数(CRI)高达94.8的WLED器件,并构建了防伪图像。本研究通过结构设计,实现了对Mn基杂化卤化物发光颜色与发光效率的有效调控,为其在WLED器件及防伪图像领域的应用开辟了全新的思路。 2.采用简单的溶剂热法,固定有机阳离子BPE2+,通过改变卤素原子以及金属阳离子(In3+和Zn2+),成功制备出三种In/Zn基有机-无机杂化卤化物,[(BPE)InCl·2H2O]、(BPE)ZnCl4 和[(BPE)ZnBr4·H2O],利用 PXRD、UV-Vis、IR 等方法进行表征。研究发现,前两种化合物在最佳激发波长下均能发射出明亮的蓝光。之后制备出具有高显色指数(CRI)的WLED器件,构建了防伪图像。本章工作为蓝光卤化物的合成提供了一种新思路,即能够通过对有机阳离子进行调整或引入新的有机阳离子,实现对其能带结构与光学性能的优化。并揭示了其在LED和防伪应用方面的潜在能力。 3.通过固定金属离子Zn2+,改变卤素原子和有机阳离子,利用简单的溶剂热法和缓慢挥发法,制备了四种不同结构的Zn基卤化物:[(Cyclen)ZnBr·H2O]Br、[(4-Ampd)ZnBr4·H2O]、[(4-Ampd)ZnCl·H2O]和(3-Ampd)ZnCl4,由于游离的卤素原子和水分子的存在,在晶体结构内部分别形成了不同类型的氢键。在最佳激发波长下,四种化合物显示出单一的蓝光发射峰。理论计算显示,它们的发射与无机单元和有机单元相关,金属和有机阳离子可能存在相互作用,可以发生电子转移(LMCT)。利用制得的样品成功制备了 WLED并显示出较高的指标参数,该工作证明了 Zn基卤化物在LED领域是一种具有无限潜能的功能材料。
关键词: 低维金属卤化物 ；结构设计 ；发光性能 ；白光二极管
摘要： 配位聚合物（CPs）由金属离子、团簇和有机连接剂组成,被广泛地用于吸附、分离、药物传递、传感、发光、电容器和催化等领域的研究。本文以4,5-二（1氢-四氮唑-5烷基）-2氢-1,2,3-三氮唑（H2L）富氮有机化合物为配体,以各种无机金属盐为金属中心,合成了多种配位聚合物,对它们进行了基本表征后,分别研究了它们在不同领域的应用。研究的基本内容和取得的成果概括如下:（1）通过溶剂热反应,成功地合成了一种基于富氮配体的新型化合物1-{[Cu L（H2O）]·H2O}_n。化合物1是一种由二维层通过氢键和C-H···π相互作用构成的三维超分子结构。我们通过粉末X射线衍射、元素分析和热重分析等对样品进行了全面表征。除此之外,我们详细研究了化合物1的电化学性能。一方面,经化合物1修饰的工作电极（GCE）可以有效地同时灵敏地检测两种重金属离子Pb2+和Cd2+,Pb2+的检出限为15 n M,Cd2+的检出限为0.16μM。另一方面,化合物1作为锂离子电池的负极材料,表现出优异的可逆容量、循环稳定性和倍率性能。（2）在不同的溶剂以及温度下,通过溶剂热合成了两种基于富氮有机配体的Pb（II）配位聚合物:化合物2-{[Pb（HL）(H2O)]·I}_n和化合物3-{[Pb（HL）(H2O)]·Br}_n。这两种化合物的晶体结构相似但又略有不同,相同之处是这两种化合物都属于同一晶系和空间群,也都是由二维层状结构通过C-H···π相互作用连接成的三维超分子结构;不同之处是它们所包含的游离阴离子不同,产生的差异可能主要来自于它们的反应条件的不同。发光研究测试结果表明,化合物2和化合物3具有宽带黄光发射行为,并且它们的光致发光是可调谐的,这一特征在制造白光器件中具有可应用的潜力。（3）选择相似的具有相同阳离子的无机金属盐在水热条件下合成了一种新型配位聚合物化合物4-{[Pb0.5（HL）(H2O)]·0.5H2O}_n。化合物4是由一维链状结构与Pb1连接后往平面外拓展形成网状的平面二维层后再通过C-H···π相互作用形成的三维超分子结构。通过傅立叶变换红外光谱以及紫外/可见分光光谱等做了表征后,研究了化合物4的发光性能。发光性能研究实验和数据表明,化合物4具有由富氮有机配体的电子跃迁引起的蓝光发射性能,这项工作为研究基于富氮有机配体的新型配合物的发光性能的研究提供了新思路。（4）富氮有机配体H2L合成了一种无色的配位化合物5-{[Zn L]·DMA}_n,通过粉末X射线衍射和热场扫描电镜进行了基本表征后,对化合物5进行了相关荧光传感性能探索。荧光传感实验表明,化合物5可以通过荧光猝灭效应快速、灵敏地检测Cr2O72-阴离子,它的检出极限为0.81μM。除此之外,在多种干扰阴离子存在的情况下,化合物5依旧具有优异的抗干扰能力。
关键词: 配位聚合物 ；单晶结构 ；电化学检测 ；光致发光 ；荧光传感
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