本文主要研究内容
作者张蔓蔓（2019）在《红荧烯及其衍生物电子吸收和荧光光谱的理论研究》一文中研究指出：近年来,有机半导体材料因其制备工艺简单、成本低、柔韧、轻便等优点,在半导体器件领域取得了日新月异的发展。尤其是在有机传感器、有机存储器、有机薄膜晶体管等方面有着广泛的应用前景,是新一代半导体技术的重要发展方向,因而关于有机半导体方面的研究受到了广泛的关注。红荧烯(Rubrene),5,6,11,12-四苯基并四苯,是一种小分子有机半导体材料,由于其在载流子迁移率、发光效率等方面有显著优势,被广泛用于有机场效应晶体管(OFETS)、有机发光二极管(OLEDs)和有机太阳能电池(OSCs)等领域,并且红荧烯的空穴迁移率高达40 cm2V-1s-1,在有机材料的迁移率方面非常突出。但是红荧烯对光氧尤其敏感,在光电性能方面仍有很多不足之处,因此设计高性能的红荧烯衍生物是目前研究的重点。新型材料的设计通常是在分子中引入某些取代基,但是不同的取代基对材料性能有不同的影响,因此需要研究取代基对材料性能的影响。但是采用实验方法进行研究不仅耗时,而且浪费资源,而理论计算方法则很好的解决了这个问题。目前,理论计算己被广泛用于研究分子的电子结构、光学性能和电学性能等领域,并取得了显著的进步。本论文运用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)和含时密度泛函理论(Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT),研究了取代基种类、取代基位置对红荧烯的结构、前线分子轨道及光学性能的影响。考察了溶剂的极性对红荧烯和并四苯的结构和光学性能的影响。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)运用DFT和TD-DFT方法计算了红荧烯及其十八种衍生物的基态几何结构、前线分子轨道、吸收光谱、荧光光谱及重组能,考察了取代基对红荧烯的结构及光谱性质的影响。结果表明在红荧烯分子的不同位置引入不同的取代基,改变了分子的部分键长和键角。在红荧烯的侧苯链上引入供电子基团CH3和-OCH3和吸电子基团-CF3和-NO2都使分子的扭转度减小,一定程度上增大了分子的共轭程度;在红荧烯并四苯主链的相邻位置引入供电子基团-CH3和-OCH3,增大了分子的扭转度,而在并四苯主链的相对位置分别引入-CH3 和-OCH3减小了分子的扭转度,吸电子基团-CF3和-NO2在并四苯主链上取代对分子扭转度的影响与供电子基团相反。(2)在红荧烯的侧苯链上引入取代基,均使电子吸收光谱蓝移。在红荧烯的侧苯链上引入吸电子基团或者供电子基团,荧光光谱红移;而在并四苯主链上引入取代基,则因取代基的种类以及取代位置不同,对荧光光谱有不同的影响。分析红荧烯及衍生物的前线分子轨道发现:吸电子基团都使分子的HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)和LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)降低,供电子基团使分子的HOMO和LUMO增大。在红荧烯分子中引入供电子基团-CH3和-OCH3,使二取代衍生物分子的电离势、电子亲和能和抽取能均减小,有利于空穴的传输;在红荧烯分子中引入吸电子基团-CF3和-N02,使二取代衍生物的电离势、电子亲和能和抽取能都增大,有利于电子的传输。(3)采用DFT和TD-DFT方法计算了红荧烯和并四苯分子在真空、环己烷、苯、THF、甲醇、乙腈及水溶剂中的分子结构、前线分子轨道、电子吸收光谱及荧光光谱,探讨了溶剂的极性对红荧烯及并四苯分子的结构及性能的影响规律。溶剂对红荧烯分子结构的影响主要集中在并四苯主链上,并且两者的键长、键角随溶剂极性的增加呈现增大或减小的趋势。前线分子轨道分析表明:红荧烯和并四苯分子的HOMO和LUMO能级具有随溶剂极性增加而减小的趋势。光谱计算结果表明:与真空中的光谱相比,溶剂使吸收光谱发生不同程度的红移,红移程度随溶剂极性的增加而减小;溶剂使荧光光谱发生了大幅度的红移,并且红移程度同样随溶剂极性的增加而增加。
Abstract
jin nian lai ,you ji ban dao ti cai liao yin ji zhi bei gong yi jian chan 、cheng ben di 、rou ren 、qing bian deng you dian ,zai ban dao ti qi jian ling yu qu de le ri xin yue yi de fa zhan 。you ji shi zai you ji chuan gan qi 、you ji cun chu qi 、you ji bao mo jing ti guan deng fang mian you zhao an fan de ying yong qian jing ,shi xin yi dai ban dao ti ji shu de chong yao fa zhan fang xiang ,yin er guan yu you ji ban dao ti fang mian de yan jiu shou dao le an fan de guan zhu 。gong ying xi (Rubrene),5,6,11,12-si ben ji bing si ben ,shi yi chong xiao fen zi you ji ban dao ti cai liao ,you yu ji zai zai liu zi qian yi lv 、fa guang xiao lv deng fang mian you xian zhe you shi ,bei an fan yong yu you ji chang xiao ying jing ti guan (OFETS)、you ji fa guang er ji guan (OLEDs)he you ji tai yang neng dian chi (OSCs)deng ling yu ,bing ju gong ying xi de kong xue qian yi lv gao da 40 cm2V-1s-1,zai you ji cai liao de qian yi lv fang mian fei chang tu chu 。dan shi gong ying xi dui guang yang you ji min gan ,zai guang dian xing neng fang mian reng you hen duo bu zu zhi chu ,yin ci she ji gao xing neng de gong ying xi yan sheng wu shi mu qian yan jiu de chong dian 。xin xing cai liao de she ji tong chang shi zai fen zi zhong yin ru mou xie qu dai ji ,dan shi bu tong de qu dai ji dui cai liao xing neng you bu tong de ying xiang ,yin ci xu yao yan jiu qu dai ji dui cai liao xing neng de ying xiang 。dan shi cai yong shi yan fang fa jin hang yan jiu bu jin hao shi ,er ju lang fei zi yuan ,er li lun ji suan fang fa ze hen hao de jie jue le zhe ge wen ti 。mu qian ,li lun ji suan ji bei an fan yong yu yan jiu fen zi de dian zi jie gou 、guang xue xing neng he dian xue xing neng deng ling yu ,bing qu de le xian zhe de jin bu 。ben lun wen yun yong mi du fan han li lun (Density Functional Theory,DFT)he han shi mi du fan han li lun (Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT),yan jiu le qu dai ji chong lei 、qu dai ji wei zhi dui gong ying xi de jie gou 、qian xian fen zi gui dao ji guang xue xing neng de ying xiang 。kao cha le rong ji de ji xing dui gong ying xi he bing si ben de jie gou he guang xue xing neng de ying xiang 。ben lun wen de zhu yao yan jiu nei rong he jie lun ru xia :(1)yun yong DFThe TD-DFTfang fa ji suan le gong ying xi ji ji shi ba chong yan sheng wu de ji tai ji he jie gou 、qian xian fen zi gui dao 、xi shou guang pu 、ying guang guang pu ji chong zu neng ,kao cha le qu dai ji dui gong ying xi de jie gou ji guang pu xing zhi de ying xiang 。jie guo biao ming zai gong ying xi fen zi de bu tong wei zhi yin ru bu tong de qu dai ji ,gai bian le fen zi de bu fen jian chang he jian jiao 。zai gong ying xi de ce ben lian shang yin ru gong dian zi ji tuan CH3he -OCH3he xi dian zi ji tuan -CF3he -NO2dou shi fen zi de niu zhuai du jian xiao ,yi ding cheng du shang zeng da le fen zi de gong e cheng du ;zai gong ying xi bing si ben zhu lian de xiang lin wei zhi yin ru gong dian zi ji tuan -CH3he -OCH3,zeng da le fen zi de niu zhuai du ,er zai bing si ben zhu lian de xiang dui wei zhi fen bie yin ru -CH3 he -OCH3jian xiao le fen zi de niu zhuai du ,xi dian zi ji tuan -CF3he -NO2zai bing si ben zhu lian shang qu dai dui fen zi niu zhuai du de ying xiang yu gong dian zi ji tuan xiang fan 。(2)zai gong ying xi de ce ben lian shang yin ru qu dai ji ,jun shi dian zi xi shou guang pu lan yi 。zai gong ying xi de ce ben lian shang yin ru xi dian zi ji tuan huo zhe gong dian zi ji tuan ,ying guang guang pu gong yi ;er zai bing si ben zhu lian shang yin ru qu dai ji ,ze yin qu dai ji de chong lei yi ji qu dai wei zhi bu tong ,dui ying guang guang pu you bu tong de ying xiang 。fen xi gong ying xi ji yan sheng wu de qian xian fen zi gui dao fa xian :xi dian zi ji tuan dou shi fen zi de HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)he LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)jiang di ,gong dian zi ji tuan shi fen zi de HOMOhe LUMOzeng da 。zai gong ying xi fen zi zhong yin ru gong dian zi ji tuan -CH3he -OCH3,shi er qu dai yan sheng wu fen zi de dian li shi 、dian zi qin he neng he chou qu neng jun jian xiao ,you li yu kong xue de chuan shu ;zai gong ying xi fen zi zhong yin ru xi dian zi ji tuan -CF3he -N02,shi er qu dai yan sheng wu de dian li shi 、dian zi qin he neng he chou qu neng dou zeng da ,you li yu dian zi de chuan shu 。(3)cai yong DFThe TD-DFTfang fa ji suan le gong ying xi he bing si ben fen zi zai zhen kong 、huan ji wan 、ben 、THF、jia chun 、yi jing ji shui rong ji zhong de fen zi jie gou 、qian xian fen zi gui dao 、dian zi xi shou guang pu ji ying guang guang pu ,tan tao le rong ji de ji xing dui gong ying xi ji bing si ben fen zi de jie gou ji xing neng de ying xiang gui lv 。rong ji dui gong ying xi fen zi jie gou de ying xiang zhu yao ji zhong zai bing si ben zhu lian shang ,bing ju liang zhe de jian chang 、jian jiao sui rong ji ji xing de zeng jia cheng xian zeng da huo jian xiao de qu shi 。qian xian fen zi gui dao fen xi biao ming :gong ying xi he bing si ben fen zi de HOMOhe LUMOneng ji ju you sui rong ji ji xing zeng jia er jian xiao de qu shi 。guang pu ji suan jie guo biao ming :yu zhen kong zhong de guang pu xiang bi ,rong ji shi xi shou guang pu fa sheng bu tong cheng du de gong yi ,gong yi cheng du sui rong ji ji xing de zeng jia er jian xiao ;rong ji shi ying guang guang pu fa sheng le da fu du de gong yi ,bing ju gong yi cheng du tong yang sui rong ji ji xing de zeng jia er zeng jia 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的张蔓蔓，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于红荧烯论文,取代基论文,电子吸收光谱论文,荧光光谱论文,溶剂极性论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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