新型材料中分子內π-π堆積光電性能的理論研究.pdf

1、眾所周知,π-π 相互作用在分子組裝、結構排序中起到了關鍵作用,其中包括：有機主客體識別,分子/生物工程,超分子化學,晶體工程等。DNA,RNA 以及蛋白質的分子結構的穩(wěn)定離不開π-π相互作用,據(jù)估計在蛋白質中有60%芳香環(huán)的側鏈含有π-π堆積相互作用。當前,人們對下一代塑料電子器件表現(xiàn)出越來越極大的興趣如：用于制備手機屏幕的OLED器件,將來在能源領域運用的OPV器件,在場效應晶體管中運用的OFET器件等等。事實上,調節(jié)芳香環(huán)的π-π

2、堆積相互作用在設計以及改進器件性能方面有著無法比擬的優(yōu)越性。然而在過去的幾十年中,分子間的π-π堆積相互作用已被大量研究,相當多的基于此作用的材料器件已經合成制備出來,而分子內π-π堆積卻一直被忽略,認為它是分子間π-π的一個部分,其實不然。分子內π-堆積卻在有機電子學領域的非易失性閃存、識別與檢測、磁阻特性等上面有著獨特的優(yōu)越性,例如含有分子內π-π堆積的材料被設計出來并用于檢測TNT,制備n-型半導體材料,手性識別與檢測,提供有效的

3、三線態(tài)能量轉移通道、電荷轉移通道等。但目前為止,對分子內π堆積的認識還比較少,為此開展進行一定的理論研究是必要的。在本論文中,我們結合以前的工作,設計了三種不同系列含有分子內π-π堆積的分子。第一類為基于二芳基芴和二芳基氮雜芴類新型材料光電性能的研究；第二類為“口”字型環(huán)四蒽分子壓致光電性能的研究；第三類為螺烯類光電性能的研究。我們利用量子化學理論計算的方法對目標體系分子進行全面的理論模擬研究包括基態(tài)和激發(fā)態(tài)分子的最穩(wěn)定結構、分子HOM