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迄今为止,传统有效的室温磷光(RTP)材料多数含有价格高昂的贵金属元素,或体系包含无机以及金属有机配合物且具有一定的生物毒性和不稳定性,因此亟需开发可替代且低环境负荷的纯有机RTP材料。纯有机RTP分子可以充分利用光激发产生的激发态中75%三重态激子,以达到高效发光目的。研究者通过设计合成有机分子达到调谐分子发光性质目的,从而调节材料发光颜色,得到高量子效率和高能量/电荷转移过程的高性能的RTP有机电致发光器件(OLED)。而固态的分子堆积方式和分子间的相互作用对纯有机RTP分子光物理行为有着微妙而复杂的影响,且分子几何变化与光学性质之间的定量关联对于设计新型分子结构至关重要。因此,我们选取了两类空间结构不同的RTP分子,采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT),基于T1态结构通过不同程度的位移和旋转探究了晶态纯有机RTP材料的不同二聚体构象对分子发光性质的影响,从而为设计和开发新颖结构的纯有机室温磷光分子提供新的理论指导。论文的主要研究内容如下:1、采用TD-DFT探究了一种含有N原子的纯有机磷光分子4,6-二苯基-2-咔唑-1,3,5-三嗪(DPhCzT)在单体和二聚体形式下的光电性质。计算结果表明DPhCzT大的RTP发射光谱主要取决于其二聚体,而非单体。为了深入探究T1态二聚体的不同构象对发射光谱的影响,基于T1态结构通过不同程度的位移和旋转首次探究了不同二聚体的光学性质。我们发现最短的分子间N···N距离(dN···N)对垂直和斜向位移的二聚体的发射光谱有显著影响,因为能隙(Eg)的变化导致发射波长强烈依赖于dN···N。且斜向压缩二聚体的最大发射光谱红移程度大于垂直方向的。此外,我们也发现二聚体的面对面堆积程度对水平方向和旋转方向二聚体的最大发射波长λem有较大影响。此差异主要归因于二聚体间C–H···π,n···π,及π···π非共价相互作用。因此,我们的计算结果表明晶态二聚体的不同构象对平面性好的大π体系的光物理行为影响较大,同时应考虑分子间的C–H···和π···π非共价作用,因为分子间的这些相互作用能够有效抑制分子的非辐射衰减。且平面性好的DPhCzT二聚体面对面的紧密堆积模式更有利于分子间的耦合作用,进而稳定三重态的激子,从而加速了系间窜越过程实现了强度更高的RTP。我们的工作为设计更长寿命及高强度的纯有机RTP材料提供了新的机理见解及理论指导。2、分别采用TD-BMK/6-31G(d,p)和TD-M06HF/6-31G(d,p)方法研究了一系列苯甲酰基二苯并噻吩类衍生物(BDBT、BrBDBT和ClBDBT)在单体和二聚体形式下的光电性质。预测的这三种RTP分子的二聚体和单体最大发射波长(λem)均与实验值接近,与实验所得单分子发光结论一致。但是实验上观察到强烈的磷光发射源于室温环境下的晶态。因此,我们对这三种RTP分子二聚体的T1态结构通过不同程度的位移和旋转,进一步深入探究了不同二聚体构象对其光物理性质的影响。我们发现:1)最短的分子间距离(d S···C或dC···C)的变化导致Eg的改变,对垂直和斜向位移的BDBT和ClBDBT二聚体的发射光谱产生显著影响;2)BDBT垂直压缩位移相应的λem红移程度比斜向压缩的更大,然而对于ClBDBT发现了相反的规律,而BrBDBT二聚体构象的光学性质均没有明显改变;3)不同于大π共轭体系,BDBT和ClBDBT在水平和旋转方向位移均对其光物理性质几乎无影响;4)虽然BDBT、ClBDBT和BrBDBT中的重原子效应增强了单体分子的自旋-轨道耦合作用,导致波长红移。但是我们发现在不同位移和旋转操作下,所有BDBT和ClBDBT二聚体构象的λem、Eg、和跃迁能(E)变化趋势一致,且最大红移λem值几乎一致(866.42 vs 866.85 nm)。因此,我们的计算结果表明固态二聚体构象对光学性质的影响主要取决于分子间面对面堆积模式的重叠度程度。且该晶态二聚体的不同构象在垂直和斜向位移对RTP材料的光物理行为有较大影响。