硅基調(diào)制有機(jī)固體發(fā)光材料的合成及光物理性質(zhì)研究.pdf

1、有機(jī)發(fā)光材料種類繁多、性質(zhì)多樣、應(yīng)用廣泛，已成為近幾年的研究熱點(diǎn)。有機(jī)發(fā)光二極管，有機(jī)場效應(yīng)晶體管，以及有機(jī)固態(tài)激光器等有機(jī)光電器件的發(fā)展，對有機(jī)固體發(fā)光材料也提出了更高的要求。因此設(shè)計合成在可見光區(qū)具有有效發(fā)射的有機(jī)固體發(fā)光材料在有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域具有十分重要的意義。然而，大部分有機(jī)染料具有平面的π共軛結(jié)構(gòu)，在固態(tài)時，由于π-π堆積形成聚集體或激基締合物而淬滅熒光。為了得到更有效的光電器件，通過對發(fā)光材料分子進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得到固態(tài)下高效發(fā)

2、光的材料是非常必要的。最簡單有效的方法是在π共軛平面外圍引入大體積的取代基，以抑制熒光團(tuán)的聚集，提高在固態(tài)下的發(fā)光效率。本課題通過選擇三種不同含硅取代基修飾合成到有機(jī)染料的共軛體系外圍，以抑制聚集體的形成，增強(qiáng)固體發(fā)光，合成了一系列固態(tài)下能有效發(fā)光的有機(jī)材料，詳細(xì)研究了它們在不同溶劑和不同狀態(tài)下的光物理性質(zhì)，探討了溶劑極性對光譜性質(zhì)的影響，結(jié)合量子化學(xué)理論計算，研究了結(jié)構(gòu)/性質(zhì)之間的關(guān)系及規(guī)律，為設(shè)計新型固體發(fā)光材料提供了思路和方法。<

3、br>　　 研究的主要內(nèi)容包括:
　　 1.合成并表征硅基修飾的芘衍生物（化合物4、6和7）利用三甲基硅基與氟離子的特異性結(jié)合，得到了陰離子選擇性的化學(xué)傳感器4，其靈敏度高，響應(yīng)時間短，對氟離子具有較高選擇性。芳基硅基修飾的化合物6和7具有很好的光、熱穩(wěn)定性，三苯基硅基苯取代的化合物7在溶液中顯示較強(qiáng)的熒光，最值得注意的是在固體下熒光量子產(chǎn)率能達(dá)到0.65。三苯基硅基苯乙炔基取代的化合物6光譜狀態(tài)可調(diào)（各種溶劑，固態(tài)），該化合

4、物在正己烷中和二氯甲烷中均具有強(qiáng)烈的熒光，量子效率高達(dá)1.0。在甲醇和固態(tài)下可觀察到峰形變寬且紅移。
　　 2.通過Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)和Hagihara-Sonogashira乙炔化反應(yīng)在硼二吡咯亞甲基(BODIPY)的2-或2，6-位引入三苯基硅基苯基和三苯基硅基苯乙炔基得到一系列具有有效固態(tài)發(fā)光的BODIPY衍生物(化合物13a、13b、13c、14a、14b、14c)。設(shè)計所得熒光團(tuán)有效抑制了分子間π-π

5、堆積作用，從而增強(qiáng)了固態(tài)熒光。從所得13a和14b的單晶結(jié)構(gòu)看仍然可觀察到相鄰BODIPY分子間具有較弱的π-π堆積作用。我們詳細(xì)研究了目標(biāo)產(chǎn)物在各不同溶劑中和薄膜狀態(tài)下的光物理性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)三苯基硅基苯基取代的BODIPY要比三苯基硅基苯乙炔基取代的BODIPY更有效的增強(qiáng)固態(tài)發(fā)光。簡單BODIPY染料固態(tài)下沒有熒光(φ=0)，我們得到的芳基硅基取代的BODIPY具有弱到中等的固態(tài)熒光量子產(chǎn)率，14c、14a、13c、13a分別為0.03