掺杂三价铽离子的邻苯二甲酸锌发光材料

采用固相反应法合成了掺杂三价铽离子的邻苯二甲酸锌发光材料，测定了其晶体结构、发射光谱和激发光谱．研究了发光强度和发射带及激发带的半宽度与铽离子浓度的关系．提出了从邻苯二甲酸根π，π和n,π*态到Tb3 离子5D4能级的能量传递过程有两个途径：（1）由S1π，π*态直接传递到Tb3 离子5Hi能级，然后经过无辐射跃迁弛豫到5D3能级，再转移给乃T1π,π*态，最后传递到5D4能级；（2）由S1π，π*和Sin，π*态经系间跨越衰减到T1π,π*和T1n，π*态，然后再传递到Tb3 离子的5D4能级．     

Au(111)表面DCDPP分子π-π堆叠的自组装特性研究

为了研究存在π-π堆叠对自组装结构的调控行为,本文利用超高真空扫描隧道显微镜研究了4,6,-二氯-2,5,-联苯嘧啶(DCDPP)分子在Au(111)上的自组装行为。DCDPP分子中旋转的5-苯环使分子中间能够存在π-π相互作用。在π堆叠,氢键等多种分子相互作用的竞争下,低覆盖度时,DCDPP在Au(111)上会形成一种链状结构和一种二维有序结构。而高覆盖度下,DCDPP将通过更高密度的自组装结构来克服高覆盖度带来的应力。这种由于不同分子间作用力和覆盖度导致不同的自主装结构的研究,对于有机电子器件的制备具有指导意义。     

一种偶氮染料及其掺杂薄膜制备、表征及性能

合成了偶氮染料3',5'-二溴-4-(N,N-二甲基)胺基偶氮苯,利用红外光谱、核磁共振谱、质谱、元素分析和X射线单晶衍射进行结构表征,通过主客体掺杂法制备偶氮染料聚甲基丙烯酸甲酯掺杂薄膜,利用紫外-可见光谱、荧光光谱考察偶氮染料溶液态和固态光致异构过程,热重分析其热稳定性。结果表明:该染料的晶体分子呈反式构型,两个苯环与–N=N–基本在同一平面上,溶液态和固态掺杂薄膜均表现出显著顺反异构性能,异构转化为一级动力学反应,反式构型荧光较强,顺式构型荧光较弱,250℃以内热稳性良好。     

铕(Ⅲ)激活铌酸钇的发光

在使用Li_2So_4作助熔剂的条件下,由相应的氧化物高温合成了Y_(1-x)Eu_xNbO_4(0≤x≤0.30),研究了各试样的光致发光。254nm紫外光激发下的发射光谱包括两个部分:位于330～480nm的弱发射谱带,相当于NbO_4基团的电荷转移态跃迁发射;在535～720nm之间有5组锐线状发射光谱,分别归属于Eu~(3+)的~5D_1—~7F_j(j=1,2,3)和~5D_o—~7F_j(j=1,2,3,4)跃迁发射,其中主发射峰是位于612.7nm的~5D_o—~7F_2跃迁发射。~5D_o—~7F_2发射的激发光谱包括NbO_4基团电荷转移态的强激发带,和一些Eu~(3+)f—f跃迁弱激发锐线谱。随着Eu~(3+)浓度的增大,两种激发都逐渐增强,这表明光致发光过程中存在着能量由NbO_4→Eu~(3+)的传递。当Eu~(3+)浓度大于0.15mol时发生发光的浓度猝灭。     

热激发延迟荧光分子的受体基团研究进展

近年来,热激发延迟荧光材料(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)及其电致发光器件取得了快速发展。TADF材料应具有小的单线态-三线态能级差,从而使其三线态激子可以通过反向系间窜越过程到达单线态,进而辐射发光。因此,与传统的荧光及磷光材料相比,TADF材料除了理论上可以实现100%的内量子效率(Internal quantum efficiency,IQE)和电生激子利用率外,它还具有更高的发光效率,且大部分TADF分子为纯有机给-受体体系,分子结构简单,基团选择范围广。通过增强TADF受体单元的吸电子能力,可以有效促进前线轨道的分离,从而降低单重态-三重态能级差,提高反向系间窜越速率。同时,调节受体的分子构型还可以抑制分子间的相互作用,改善载流子注入传输。然而,相对于给体单元,受体单元类型多样且功能差异较大,这对选择合适的受体基团以实现有效的光电性质调控造成了一定影响。近年来,人们构建热激发延迟荧光材料更侧重于受体基团的选择,且取得了显著成果。常见的受体基团有膦氧、氰基、三嗪和羰基等。深入研究受体基团对调控分子内电子效应和分子间相互作用至关重要。本文对近年来报道的TADF体系中主要的受体基团进行了梳理,对其结构和光电性质之间的关系进行了总结,以期为高效TADF分子的设计开发提供借鉴。     

基于共轭有机硼化合物的多功能发光材料的分子设计

设计了6种可作有机发光二极管(OLEDs)发光材料和空穴传输材料的π-共轭有机硼化合物。利用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了它们的前线分子轨道、吸收光谱、荧光光谱以及电荷传输性质。通过前线分子轨道分析发现,所设计化合物的吸收和荧光发射导致的电子跃迁具有明显的分子内电荷转移特性。引入不同的π-共轭桥影响化合物的前线分子轨道能量、能隙、光学和电荷传输性质。同时,预测了所设计化合物的电子和空穴的迁移率。研究结果表明,所设计的π-共轭有机硼化合物有望成为性能良好的有机发光二极管的发光材料和空穴传输材料。     

二芳烯分子溶剂变色现象及在无损读出方面的应用

我们发现了醛基二芳烯BMFTP的溶剂变色效应：1）在醇类溶剂中，醛基二芳烯分子闭环态吸收波长将会发生显著红移；2）在不同溶剂中，醛基二芳烯闭环态吸收波长不同。固态二芳烯分子在饱和了溶剂的蒸汽中也有类似现象。我们提出了可能的机理和解释并为此进行了初步的验证。由此提出无损读出方案：用醛基二芳烯在两种不同溶剂中形成不同颜色的溶液，分别用以表示0和1。适当组合这种溶液以记录数字化信息。在读出的过程中，醛基二芳烯向开环态变化，信息慢慢地隐藏。当用紫外光重新发色后，信息又可准确无误地显示出来：在读出的过程中，信息保持完好，实现无损读出。     

基于群论方法的苯分子振动模式研究

苯(C₆H₆)作为大气和室内环境中的主要污染物,具有强烈致癌性,是大气环境主要监测的内容之一。基于群论方法分析建立一种苯分子的泛频跃迁谱线计算方法,利用苯分子简正振动模式与光谱活性,获得30个振动模式的振动频率及其不可约表示。基于D₆点群乘法规则,给出苯分子泛频跃迁的振动模式、光谱活性与谱线位置,为后续精确测量近红外区域苯分子未知谱线跃迁提供了数据与理论支撑。     

将1500nm InGaAsP BH外腔半导体激光器稳定到氨分子吸收谱线上

基于氨分子在近红外波段振转能级跃迁机制,作者将1500nm GRIN-ROD外腔InGaAsP BH激光器频率锁定到氨(NH_3)分子吸收谱线上,它的波长是1518.2nm。该系统长时间的频率漂移和抖动小于3MHz。     

芳烃体系分子导线的理论研究

在第一性原理的基础上,对芳烃体系与金表面形成的分子线的电学特性进行了理论研究,利用密度泛函理论计算了分子及扩展分子的电子结构;定量计算了分子与金表面的相互作用能和电子跃迁谱;利用弹性散射格林函数法研究了分子线的伏-安特性.计算结果表明:HOMO和LUMO间的禁带宽度、π电子数目、分子与金表面的相互作用以及分子轨道的扩展性等因素都将影响电子在分子线内的输运特性.     

一种可擦写可读出的分子基电双稳器件

报道一种可以连续可逆转换的分子基电双稳薄膜器件Ag/BN4/Al,其中BN4为分子材料.该器件在较强电场(约为6 V)作用下表现为高阻态("0"态),阻值大于105 Ω;而在较弱的电场(＜2 V)作用下则为低阻态("1"态)，阻值约为102 Ω，两种状态的阻抗比103～105.改变外加电场的大小，器件的两种状态随之发生多次转变，转换次数可超过103.高阻态和低阻态的状态信息还可以用一个小电压脉冲(0.2 V)来读取.这种简单器件具有可擦写可读出功能，可用于制作分子基开关和分子基存贮器.     

双端口微带线法测量羰基铁复合材料的屏蔽效能研究

本文采用流延法制备了羰基铁粉橡胶复合屏蔽材料,通过双端口微带线法测量在0. 1～20GHz频率范围内不同体积分数含量羰基铁粉的S参数随频率变化的特性,得到了该材料电磁屏蔽效能以及功率损耗谱。文中设计的双端口微带线测试夹具特性阻抗为50!,利用OSLT校准后的矢量网络分析仪测量验证该夹具优良(S_(11)≤-20dB和S_(21)≥-0. 1dB)。本文将不同体积分数的羰基铁粉橡胶屏蔽片置于该夹具微带线上,测量得到S_(11)约-15dB和S_(21)约-30dB,计算得到在2～9GHz频率范围内,体积分数30%的羰基铁粉橡胶屏蔽片功率损耗高达90%。文章最后,进一步研究了屏蔽效能与频率和复合材料中羰基铁粉的体积分数之间的关系。     

乘性三值噪声作用下微分电路中的随机共振现象研究

基于线性系统理论,利用三值噪声的统计性质,推导出了系统输出幅度增益的解析表达式。研究表明,随着输入信号频率、三值噪声的定态概率、噪声状态间的跃迁速率、参数k(电容C的倒数)的增大,输出幅度增益出现一个最大值。当信号频率较低时,输出幅度增益随着k的增大而单调下降;当信号频率较高时,输出幅度增益随着k的增大而单调增大。当信号频率较低时,输出幅度增益随着定态概率的增大而单调增大;当信号频率较高时,输出幅度增益随着定态概率的增大而单调下降。随着G0(电阻的倒数)的增大,输出幅度增益单调减小。     

基于硅基自组装膜的分子电子器件

文章综述了以硅为基底的自组装有机单层膜在分子电子器件中的应用,重点介绍了自组装膜的电子传导性,包括各种理论模型,如隧穿效应、热电子激发、Poole-Frankel激发以及跨越传导。此外,以烷基链(σ-分子),共轭链(π-分子)体系组成的自组装膜为基础的各种分子电子器件,如二极管、共振隧穿二极管,分子记忆和分子晶体管的概念、结构及工作原理也一并被讨论。     

强双光子吸收化合物NT-G1和NO-G1合成与性能研究

选择氮杂芴(咔唑)为π中心,分别以三苯胺和二唑取代基为“枝”,合成了两个强双光子吸收的氮杂芴衍生物2,8 双(4 三苯胺乙烯基) N 乙基氮杂芴(简称NT G1)和2,8 双(2 (4’乙氧基) 5 (4’苯乙烯) 1,3,4 二唑) N 基氮杂芴(简称NO G1),进行了核磁共振谱和质谱等表征。飞秒钛宝石激光器泵浦下,NT G1 和NO G1 溶液发出强双光子上转换荧光,且后者的双光子荧光发射截面是前者的7倍;双光子荧光法计算出NT G1 和NO G1 双光子吸收截面分别为215GM和454GM。分子构型优化表明,NT G1分子中心“氮杂芴”所在平面与两端苯环呈螺旋桨式排布;而NO G1 分子共轭长度增大,且中心的“氮杂芴”与两端延伸的“枝”呈平面构型;从结构上看,NO G1分子属“D A πA D”型,具有明显的pn 结模式,这些都使NO G1 分子具有更好的分子内电荷转移能力,因而有较高的双光子吸收截面。     

富勒烯C60-吡咯-硼嗪衍生物稠合体的结构和电子光谱的理论研究

用半经验AM1法研究C60-P-2,4,6-三苯硼嗪稠合体的分子轨道,电荷分布,几何构型。计算结果显示,标题物具有较低的跃迁能。HOMO轨道主要分布在杂环上,LUMO轨道则主要分布在C60上。电荷向缺电子体C60转移。理论预测其在基态下可能产生电荷分离态。     

表面效应对YAG:Eu3+纳米晶发光特性的影响研究

分别采用沉淀法和燃烧法制备了YAG:1%Eu3+纳米晶粉末,用XRD和TEM对样品进行了结构分析和形貌表征。室温光谱分析表明,其发射主峰位于590nm,来源于5 D0→7F1跃迁,另外来源于5 D0→7F4跃迁的709nm发射也较强。另外发现,燃烧法制备的样品在不同激发波长激发时,发射光谱峰形有显著变化。对沉淀法制备的纳米微粒经盐酸"浸蚀"表面修饰后,发现395nm激发时,676nm和693nm发光显著增强,而且693nm发射的激发谱中存在两个宽激发带。对表面修饰后样品的变温发光特性研究发现,随着温度的降低,676nm发射显著增强,而693nm发射显著减弱。对于上述现象通过纳米微粒的表面效应和缺陷态进行了分析和解释。     

聚合物注塑成型保压冷却阶段分子演化机制

以等规聚丙烯(iPP)为例,构建含8条聚合度为2000的PP分子链团模型,基于分子动力学理论,研究了注塑成型充模流动后保压冷却阶段聚合物分子链团形态结构演化分子机制,得到聚合物在不同剪切条件下的瞬态结构及其演化规律。结果表明,剪切流动与保压冷却过程中分子链键长、键角等分子结构并不改变,所改变的仅仅是分子链团的聚集形态和运动状态,体系势能变化说明分子链团经过保压冷却后发生解取向。回转半径与均方位移结果表明,取向变形后的聚合物分子链团在保压冷却阶段不再迁移而相互分离,仅只在剪切终态位置发生弹性回复,且其前期流动时剪切速率越高,在保压冷却阶段弹性回复的程度越大。     

P(VDF-HFP)分子结构与Li+传输关系的研究

采用半经验量子化学PM3和ab initio分子轨道(MO)计算方法对聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]共聚物的4种可能结构的分子构型进行了优化及频率计算,平面顺式是最稳定的构型,平面交叉反式次之.Mulliken电荷及轨道分析显示,碳链及其氟原子在Li 的传输过程中应起较大的作用,而氟甲基在Li 的传输过程中基本不起作用.     

卟啉分子识别中的非共价键相互作用

卟啉由于其特殊的分子识别性能在超分子材料化学领域得到了广泛的应用。本文综述了近年来卟啉化合物的分子识别研究,详细介绍了卟啉化合物进行分子识别过程中的非共价键相互作用,重点探讨了氢键、配位、π-π堆积以及静电等相互作用在卟啉分子识别中的作用,并对卟啉分子识别的前景进行了展望。