多功能固态发光材料的应用和理论研究一直是人们关注的热点问题。为实现高性能的固态发光器件,发光基元的设计成为一个重要科学问题。碳硼烷作为一个非典型的结构基元,可以用以制备多功能的发光分子,例如多重发射、聚集和结晶诱导的发射增强、以及发光颜色变化,具有重要价值。但是理性设计碳硼烷衍生物的研究才开始不久,涉及到碳硼烷基发光分子的光物理性质需要做进一步的探索。此外,阐释碳硼烷对材料发光行为的调控机理有助于后续的实际应用。本论文构筑了一类“供体-给体”（D-A）类型、咔唑修饰的碳硼烷衍生物,这类化合物表现出在固态比溶液发光增强的效应。同时,通过晶体分析以及理论计算研究,表明分子间作用力和分子构象对化合物发光行为具有调控作用。此外,本文还探讨了这类化合物的力致变色以及电致化学发光性质,这为进一步的材料应用奠定了基础。具体研究内容分为如下两部分:1.聚集诱导发光的碳硼烷衍生物及其力致变色研究我们利用碳硼烷的三维骨架结构,为其衍生物的分子运动提供了可旋转单元,实现了对不同聚集状态下分子构象和分子堆积模式的调控。通过调控晶体生长条件,我们发现了化合物NAPH的同质异晶现象,分别为发射橙红光的O-Crystal和发射红光的R-Crystal。理论计算表明,R-Crystal中更为扭曲的分子构象发射波长红移,S1-S0跃迁的谐振子强度（f）更低,发光效率(（37）PL)更低,这与实验结果相吻合。此外,该分子的两种晶体具有相反的力致变色（MCL,mechanochromic luminescence）行为;即充分研磨后,O-Crystal的发射光谱红移,R-Crystal的发射光谱蓝移,均能形成发射峰为613 nm的粉末。粉末衍射分析结果显示,该力致发光变色行为是由于晶体态到无定形态转变造成。这为利用碳硼烷的笼状骨架实现发光分子在不同聚集态下发光行为可调,提供了新的思路。2.碳硼烷衍生物在水相的聚集诱导电致化学发光研究通过简单的亲核取代反应,本文制备了一系列含咔唑基碳硼烷衍生物。这些碳硼烷咔唑类衍生物具有聚集诱导发光（AIE,aggregation-induced emission）性质,这种发射来源于电荷转移态（CT,charge transfer）。以上发光增强的现象归因于聚集状态下分子转动和分子振动受限,从而抑制了非辐射跃迁所造成的能量耗散。我们进一步利用聚（苯乙烯-顺丁烯二酸酐）（PSMA,poly-（styreneco-maleicanhydride））和化合物按终浓度为1.0 m M,制备了在水相能均匀分散的纳米颗粒;在正三丙胺（TPr A,Tri-n-propylamine）的存在下,可以观察到明亮的电致化学发光信号。通过简单改变化合物取代基,实现了对电致化学发光信号峰强度的调控。由于电致化学发光在诸多方面的应用,我们所制备的化合物提供了新的化学物质基础。