中国化学会第32届学术年会
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二苯[de,qr]并四烯衍生物的光学和导电特性的理论研究
张春芳* 魏晓叶

分会

第二十四分会:化学中的量子与经典动力学

摘要

含π键的不饱和有机分子有望用于制备有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)。11-甲基-9,14-二苯基二苯并[de,qr]-2,7-二叔丁基四烯(简称1)及其衍生物是一种潜在的热激活迟滞荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料,它们可能具有较高的内转换量子效率。然而,该材料的电子和空穴等载流子迁移率仍有待研究。我们利用密度泛函理论(DFT)研究了1及其衍生物的光学特性和导电特性。 我们利用高斯的B3LYP泛函和6-311G**基组对1及其11-位分别被-H、-NH2、-OH、-CN、-NO2取代的衍生物进行了优化,并对优化结构的最低15个电子激发态进行了含时密度泛函理论(TDDFT)计算,获得了如图1所示的紫外可见光谱。如图1所示,化合物1的S1态波长为399 nm,其11-位甲基被-H、-OH、-NH2、-CN和-NO2取代后的波长分别为400、408、414、422和461 nm。显然,相对于-H取代,烷基取代基(-CH3)的S1态的波长几乎没变(1 nm),这两种结构的S1态的主要来自于HOMO-1到LUMO跃迁的贡献;尽管-OH、-NH2给电子取代和-CN、NO2吸电子取代的S1态都主要是HOMO到LUMO的单电子跃迁,给电子取代的S1峰红移较小(8~14 nm)而吸电子取代的S1峰红移很强(22~61 nm)。取代基电子效应的差异也表明电子和空穴分离效果的不同。我们根据Marcus理论对这些物质的电子和空穴载流子迁移率分别进行了计算,探讨了不同取代基对载流子迁移率的影响,从而有助于明确取代基提升空穴载流子的迁移率的机制,促进发光材料的合成和应用。

关键词

密度泛函理论

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