新型銥金屬配合物電子結(jié)構(gòu)及光譜性質(zhì)的密度泛函理論研究.pdf

1、近年來，過渡金屬配合物在電致發(fā)光領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用成為人們研究的一大熱點(diǎn)。目前，通過光譜和電化學(xué)技術(shù)對(duì)發(fā)光效率較高的銥金屬配合物研究較多，但是對(duì)其發(fā)光、載流子傳輸過程等機(jī)理還尚未探明。因此，銥金屬配合物的理論研究越來越受到重視。量子化學(xué)計(jì)算方法尤其是密度泛函理論己經(jīng)廣泛應(yīng)用于解決分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電荷轉(zhuǎn)移、電子結(jié)構(gòu)與光譜性質(zhì)之間的關(guān)系這類問題。這不僅為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供理論依據(jù)，而且為設(shè)計(jì)高效率金屬配合物材料提供理論指導(dǎo)。本文通過密度泛函理論深入研

2、究了兩類新型銥金屬配合物的電子結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)，而且己經(jīng)得到一些理想的結(jié)論。
　　 1、實(shí)驗(yàn)研究指出，第一配體為2-苯基吡啶（ppy)，第二配體為2-(2'-羥基苯基)苯并噻唑(BTZ)及其衍生物2-(3-甲基-2’-羥基苯基)苯并噻唑(3-MeBTZ)，2-(4-甲基-2'-羥基苯基)苯并噻唑(4-MeBTZ)，2-(4-三氟甲基-2'-羥基苯基)苯并噻唑(4-TfinBTZ)的一種新型銥金屬配合物(Ppy)2lr(R-BTZ)

3、(R-BTZ=BTZ，3-MeBTZ，4-MeBTZ，4-TfmBTZ)是一種室溫下呈現(xiàn)多發(fā)射帶的單分子白光材料。本文采用密度泛函理論較為系統(tǒng)的研究了其發(fā)光機(jī)理，所計(jì)算的理論值和實(shí)驗(yàn)值一致。此外，第二配體BTZ四位上-CF3取代可以明顯影響配合物的電子結(jié)構(gòu)，影響HOMO和LUMO分布，從而改變電子的轉(zhuǎn)移特性，使得吸收和發(fā)射光譜明顯紅移。研究還發(fā)現(xiàn)，單分子多發(fā)射帶現(xiàn)象是由于同時(shí)存在不同類型的電荷轉(zhuǎn)移。對(duì)于所有配合物，藍(lán)色帶是來自于Ir(R

4、-BTZ)片段的配體R一BTz中心π→π*類電子轉(zhuǎn)移躍遷發(fā)光，綠色帶來自于Ir(ppy)2的MLCT(ppy→Ir)電荷轉(zhuǎn)移。對(duì)于配合物1-3，紅色譜主要來自于LLCT(R-BTZ→ppy)電荷轉(zhuǎn)移，配合物4其紅色譜主要來自于Ir(4-TfinBTZ)的MLCT(4-TfmBTZ→Ir)電荷轉(zhuǎn)移躍遷。最低能發(fā)射在652一672nm之間變化。通過一系列的理論研究可以證實(shí)實(shí)現(xiàn)單分子白光是可行的。
　　 2、配體為1-苯基吡唑(ppz

5、)的配合物Ir(ppz)3是一類室溫不發(fā)光的金屬配合物，實(shí)驗(yàn)通過引入第二配體BTZ及其衍生物合成了一系列新型室溫發(fā)光的銥金屬配合物(ppz)2Ir(R-BTZ)(R-BTZ=BTZ，3-MeBTZ，4-MeBTZ，4-TfmBTZ)，并對(duì)其光電性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。為了給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提供合理的理論依據(jù)，本文利用密度泛函理論對(duì)其電子結(jié)構(gòu)及光譜性質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行了理論計(jì)算和分析。研究表明，最低能發(fā)射主要來源于Ir(R一BTZ)部分的MLCT(R-BT