藍(lán)光新材料硅中心螺雙芴衍生物的量化研究與設(shè)計.pdf

1、螺雙芴衍生物在OLED中有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價值。與螺雙芴相比，硅中心螺雙芴結(jié)構(gòu)的膜形態(tài)具有較好的穩(wěn)定性和新穎獨(dú)特的發(fā)光性能，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。了解化合物電子激發(fā)態(tài)的性質(zhì)與化學(xué)及幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系對于設(shè)計新型電子學(xué)材料和調(diào)節(jié)其光/電性質(zhì)具有重要意義。人們對硅中心螺雙芴衍生物的發(fā)光性質(zhì)在實(shí)驗上開展了大量研究工作，但缺少理論上的充分支持。本研究組曾經(jīng)以硅中心螺雙芴衍生物為模型化合物，選擇適合該體系的計算方法和基組，合理地解釋了已有的實(shí)驗事實(shí)。在

2、此基礎(chǔ)上，本論文采用所選擇的計算方法，設(shè)計了多種新型的硅中心螺雙芴發(fā)光材料作為藍(lán)光材料。 本文以硅中心螺雙芴為母體化合物，共設(shè)計了三類新型硅中心螺雙芴衍生物藍(lán)光材料，首先將N雜原子引入母體化合物骨架，設(shè)計“CH”/N取代的系列硅中心螺雙芴衍生物，同時研究其相應(yīng)-Ph與-t-Bu取代衍生物及二聚物的性質(zhì)；其次將系列單和多-NO2、-CN、-NH2和-OCH3取代基分別引入母體化合物，設(shè)計H/R(R=-NO2、-CN、-NH2和-O

3、CH3)取代的硅中心螺雙芴衍生物；將具有推拉電子效應(yīng)(push-pull)的雙取代基引入母體化合物，形成具有push-pull效應(yīng)的取代硅中心螺雙芴衍生物。采用HF/6-31G*方法優(yōu)化設(shè)計衍生物的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)，用B3LYP/6-31G*方法計算衍生物的電子性質(zhì)；并用CIS/6-31G*方法優(yōu)化它們第一激發(fā)態(tài)的幾何結(jié)構(gòu)；采用TD-B3LYP/6-31G*方法計算吸收與發(fā)射光譜。 計算結(jié)果表明，設(shè)計的衍生物的基態(tài)和激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)分別與

4、其母體的基態(tài)和激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)相比，沒有明顯的變化。-NH2和-NO2二取代的推拉電子體系，雙-NH2取代以及雙-NO2取代衍生物的發(fā)射光譜有明顯的紅移，它們相對于分子母體的紅移波長分別為56nm，96 nm和61 nm，可以作為藍(lán)光材料。同時“CH”/N取代的衍生物的吸收和發(fā)射波長與母體相比沒有明顯的變化，但是在這些衍生物中存在著明顯的電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)。“CH”/N取代的硅中心螺雙芴衍生物可以看作是，在不改變發(fā)光顏色的前提下，能進(jìn)行有效電荷轉(zhuǎn)移