新型材料中分子內(nèi)π-π堆積光電性能的理論研究.pdf

1、眾所周知,π-π 相互作用在分子組裝、結(jié)構(gòu)排序中起到了關(guān)鍵作用,其中包括：有機(jī)主客體識(shí)別,分子/生物工程,超分子化學(xué),晶體工程等。DNA,RNA 以及蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定離不開π-π相互作用,據(jù)估計(jì)在蛋白質(zhì)中有60%芳香環(huán)的側(cè)鏈含有π-π堆積相互作用。當(dāng)前,人們對(duì)下一代塑料電子器件表現(xiàn)出越來越極大的興趣如：用于制備手機(jī)屏幕的OLED器件,將來在能源領(lǐng)域運(yùn)用的OPV器件,在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中運(yùn)用的OFET器件等等。事實(shí)上,調(diào)節(jié)芳香環(huán)的π-π

2、堆積相互作用在設(shè)計(jì)以及改進(jìn)器件性能方面有著無法比擬的優(yōu)越性。然而在過去的幾十年中,分子間的π-π堆積相互作用已被大量研究,相當(dāng)多的基于此作用的材料器件已經(jīng)合成制備出來,而分子內(nèi)π-π堆積卻一直被忽略,認(rèn)為它是分子間π-π的一個(gè)部分,其實(shí)不然。分子內(nèi)π-堆積卻在有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域的非易失性閃存、識(shí)別與檢測(cè)、磁阻特性等上面有著獨(dú)特的優(yōu)越性,例如含有分子內(nèi)π-π堆積的材料被設(shè)計(jì)出來并用于檢測(cè)TNT,制備n-型半導(dǎo)體材料,手性識(shí)別與檢測(cè),提供有效的

3、三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移通道、電荷轉(zhuǎn)移通道等。但目前為止,對(duì)分子內(nèi)π堆積的認(rèn)識(shí)還比較少,為此開展進(jìn)行一定的理論研究是必要的。在本論文中,我們結(jié)合以前的工作,設(shè)計(jì)了三種不同系列含有分子內(nèi)π-π堆積的分子。第一類為基于二芳基芴和二芳基氮雜芴類新型材料光電性能的研究；第二類為“口”字型環(huán)四蒽分子壓致光電性能的研究；第三類為螺烯類光電性能的研究。我們利用量子化學(xué)理論計(jì)算的方法對(duì)目標(biāo)體系分子進(jìn)行全面的理論模擬研究包括基態(tài)和激發(fā)態(tài)分子的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、分子HOM