20183.基于蒽和芴的有機(jī)光學(xué)材料的設(shè)計(jì)、制備及性能研究

1、摘要i基于蒽和芴的有機(jī)光基于蒽和芴的有機(jī)光學(xué)材料的材料的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)、制備及性能研究制備及性能研究摘要隨著當(dāng)前光信息技術(shù)和光電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對有機(jī)光學(xué)功能材料的需求日趨增長。有機(jī)光學(xué)材料是一類特殊的有機(jī)材料，它們是含碳原子、含有大π共軛鍵的具有光電活性的有機(jī)小分子和聚合物。較之無機(jī)光學(xué)材料，有機(jī)光學(xué)功能材料的結(jié)構(gòu)組成更加多樣化，性能調(diào)節(jié)空間更寬廣，人們可以通過分子設(shè)計(jì)來獲得結(jié)構(gòu)與優(yōu)異性能的新材料；材料密度小，結(jié)構(gòu)易修飾；可以實(shí)現(xiàn)大面積制

2、備和柔性器件制備。因此，新型有機(jī)光學(xué)材料的設(shè)計(jì)、制備和應(yīng)用，長期以來一直是人們廣泛研究的熱點(diǎn)問題之一。近年來，各種不同結(jié)構(gòu)、不同性能的有機(jī)光學(xué)材料被報(bào)道出來，并廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管、非線性光學(xué)、生物探針、太陽能電池、光發(fā)射場效應(yīng)晶體管、光動力學(xué)治療、數(shù)據(jù)儲存等領(lǐng)域。為了進(jìn)一步研究分子結(jié)構(gòu)與有機(jī)光學(xué)材料性能之間的關(guān)系，本論文通過分子設(shè)計(jì)，采用在聚合物主鏈上形成寬窄帶隙交替共聚的結(jié)構(gòu)獲得了發(fā)射藍(lán)色、黃色、橙色和紅色的芴蒽骨架聚芳炔，并詳細(xì)研

3、究了該類聚合物結(jié)構(gòu)對發(fā)光性能的影響，采用理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了對聚芳炔發(fā)光光譜的有效調(diào)控；為提高材料的發(fā)光效率及熱穩(wěn)定性能，采用高效的“點(diǎn)擊反應(yīng)”，在分子水平上將無機(jī)POSS納米核引入到有機(jī)分子中，設(shè)計(jì)制備出兩種不同構(gòu)型的雜化材摘要iii征了其結(jié)構(gòu)。并通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，詳細(xì)討論了在雜化發(fā)光分子中POSS籠的解聚集機(jī)理。H1由于引入一個POSS籠，雖然二聚體可能呈現(xiàn)出兩種堆疊可能，但生色團(tuán)平面間的距離被增大，

4、最近距離分別為4.09和4.31，都大于3.5，有效減輕了蒽發(fā)光分子的聚集效應(yīng)；而引入了兩個POSS籠后，由于POSS籠的大的空間位阻，H2的二聚體兩種可能的堆疊方式為具有S形結(jié)構(gòu)或十字交叉結(jié)構(gòu)，生色團(tuán)平面間的距離被進(jìn)一步增大，最近距離分別為7.28和7.19，均大于7.0，二聚體不能形成有效的ππ堆疊，二聚體堆疊被完全禁阻了。4.設(shè)計(jì)并通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)合成了三種主鏈中具有不同連接基團(tuán)的芴基三唑聚合物，并詳細(xì)研究了聚合物不同的分子結(jié)構(gòu)對

5、其光學(xué)性能、非線性性能和熱性能等的影響。研究發(fā)現(xiàn)由于三唑環(huán)連接鏈的引入，聚合物均具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的非線性光學(xué)性能。在所合成的聚三唑中，生色團(tuán)與三唑環(huán)之間具有剛性共軛連接鏈能夠有效地提高材料的非線性光學(xué)性能。剛?cè)岵?jì)的合適的連接鏈能夠提高它們的熱穩(wěn)定性能。這一工作為設(shè)計(jì)和合成具有大的三階非線性光學(xué)系數(shù)和高的熱穩(wěn)定性材料提供了新的思路。5.通過分子設(shè)計(jì)，選取簡單的含有芳環(huán)的單體，通過增加主鏈的柔性和在主鏈中引入側(cè)基兩種方法，來改善聚