联苯咔唑-富勒烯衍生物的合成及特性研究

摘要

双光子吸收(TPA)是在强光激发下，分子同时吸收两个光子，通过一个虚中间态从基态跃迁到激发态的过程，它是一种重要的非线性光学现象。有机双光子吸收材料在众多的领域如光限幅、双光子荧光显微、上转换激光、三维光存储、三维微加工以及光动力治疗等领域具有诱人的潜在应用前景。近年来，对有机双光子材料的研究和开发已经成为材料研究领域的热点之一。论文工作利用具有优异光电特性的富勒烯分子为平台，合成了两种含有联苯咔唑的富勒烯衍生物，并利用Z-扫描的方法研究了它们的单光子和双光子特性，得到了具有较大双光子吸收截面的新型双光子材料。
　　 本论文调研了大量文献，概述了国内外关于有机双光子吸收材料的最新进展，并总结了有机双光子材料的结构特征、应用领域和设计思想，对于开发新的有机双光子材料有理论指导作用。富勒烯具有大的共轭体系并且可以最大接收6个电子，而刚性的联苯咔唑分子含有用于空穴传输材料的咔唑单元，基于此实验设计合成了联苯咔唑键联的富勒烯衍生物，并对目标物进行了结构表征。研究了目标物的紫外光谱，循环伏安、荧光和双光子吸收性质。结果表明，大共轭体系的高刚性的富勒烯衍生物具有作为双光子材料的潜力。
　　 本论文的工作为进行含富勒烯衍生物的有机双光子吸收材料的研究提供了有益的探索。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 双光子吸收的概念及其应用

1.1.1 双光子吸收的原理

1.1.2 双光子吸收材料的应用

1.2 双光子吸收的各种测量方法

1.2.1 非线性透过率法

1.2.2 双光子诱导荧光法

1.2.3 Z扫描技术

1.3 富勒烯双光子吸收材料

1.3.1 有机TPA材料的设计思想

1.3.2 富勒烯TPA材料的研究进展

第二章 联苯咔唑衍生物的合成与表征

2.1 本论文的设计思想和研究意义

2.1.1 设计思想

2.1.2 研究意义

2.2 仪器与试剂

2.3 合成与表征

2.3.1 化合物1的合成

2.3.2 化合物2的合成

2.3.3 化合物3的合成

2.3.4 化合物4的合成

2.4 结果与讨论

2.4.1 化合物1的合成结果与讨论

2.4.2 化合物2的合成结果与讨论

2.4.3 化合物3和4的合成结果与讨论

第三章 单光子和双光子吸收特性研究

3.1 紫外光谱

3.1.1 结果与讨论

3.2 荧光光谱

3.2.1 分子荧光的发生过程

3.2.2 荧光与分子结构的关系

3.2.3 荧光猝灭

3.2.4 影响荧光的主要因素

3.2.5 结果和讨论

3.3 电化学性质

3.3.1 循环伏安法研究机理

3.3.2 结果和讨论

3.4 双光子吸收性质

3.4.1 Z-扫描装置

3.4.1 结果和讨论

论文总结和工作展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢