有机光电材料中D/A模块功能集成的理论研究

摘要

电子给体（D模块）-电子受体（A模块）结构的有机光电材料在荧光传感器、磷光有机发光二极管（PhOLED）、有机光伏电池（OPV）等方面得到了广泛的应用。为了深入理解其特性并获得分子设计方法，本文采用密度泛函理论（DFT）研究了含有D/A模块的汞离子荧光传感材料、蓝光PhOLED主体材料以及OPV材料的分子结构、电子结构、三重态能级、吸收光谱和重组能，得到了一系列有意义的研究结果。我们发现在杂环Hg2+识别基团（A模块）中，虽然基于分子结构、电荷分布、配体金属间电荷转移以及软度分析，S原子作为结合位点在动力学上更优，但最稳定的Hg2+结合位点还是N原子。NTD、QL、BTP、TPD和MPD具有高结合能和相互作用能，是优良的Hg2+识别基团。不同的侧基（D/A模块）和连接拓扑能有效调控主体材料的HOMO/LUMO能级，HOMO-LUMO能隙和三重态能级。将一个空穴传输基团和一个电子传输基团（特别是咔唑和二苯基氧磷）以m型拓扑和共轭内核相连是设计高性能双极性主体材料的有效方法。因为具有较好的平面性、较低的LUMO能级和较大的吸收宽度，含有 Si的苯并噻二唑衍生物是较好的OPV材料A模块。这些结果对于新型D-A结构有机光电材料的设计和开发很有参考价值。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1有机光电材料

1.2 D/A模块在有机光电材料中的应用

1.3课题选择的意义及研究内容

第二章 量子化学基本理论

2.1自洽场理论

2.2密度泛函理论

2.3本章小结

第三章 汞离子荧光传感材料识别基团选择的理论研究

3.1引言

3.2计算过程

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 蓝光主体材料侧基和连接拓扑选择的理论研究

4.1引言

4.2计算过程

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 有机光伏材料中A模块设计的理论研究

5.1引言

5.2计算过程

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢