以可控的方式调节聚集诱导发光分子（AIEgens）的光学性质（包含光物理和光化学两方面）是一项极具挑战性的工作。本文围绕一系列具有贯穿空间共轭结构的不同经典聚集诱导发光分子骨架合成了几类分别以四苯乙烯、四苯基噻咯、三苯基丙烯腈和丁二烯等为骨架的荧光分子,分别是非金属元素取代的四苯乙烯、重原子取代的四苯基噻咯、单卤代的三苯基丙烯腈及含推拉（D-A）电子结构的衍生物、卤代二烯荧光分子衍生物。不同于传统光学性质调控方式,本文采用的重原子诱导荧光增强、引入推拉电子结构、操纵空间共轭强度等方式大大优化了众多聚集诱导发光分子的光学性质并充分展示了其策略的普适性。此外,重原子诱导荧光增强被进一步应用于有机LED灯的应用,证明了其在光电器件方面的潜力;巧妙利用三苯基丙烯腈衍生物可逆及不可逆光致变色实现信息的多重加密,另通过光激活荧光实现光控信息储存。以下是本文的主要研究内容:（1）关于如何优化具有贯穿空间共轭结构的聚集诱导发射分子,目前还缺乏足够的研究。通过将所有非金属元素与四苯乙烯骨架相结合可大幅优化四苯乙烯衍生物的光物理性能。最后,从实验和理论两方面解释了重原子诱导荧光增强的本质,不同族重原子诱导的荧光增强证明了其原子角度的普遍性。毫无疑问,这将促使人们基于分子共轭结构调控材料的光学性质,促使更多的研究者思考经典重原子效应的适用范围且为高效固体发光材料的设计提供一定的贡献。（2）基于晶体结构,电子云分布以及分子内作用力分析,将所有发光材料基于共轭结构的不同进行划分,首次阐述了聚集诱导发光分子中所含贯穿空间共轭的含义。噻咯类荧光分子虽然是聚集诱导发光概念的起点,但是由于受到合成路线的限制而发展缓慢。本工作成功运用一种温和的合成手段,将卤族和氧族这两组不同的重原子分别引入四苯基噻咯骨架分子中,竟发现这类荧光分子的量子效率大大提高。经过理论和实验充分证明,重原子无法有效促进该类含贯穿空间共轭荧光分子的自旋轨道耦合以及缩短S1到T1间能差。这表明重原子效应在含贯穿空间共轭类荧光分子中存在着一定的不适用性。进一步的研究表明,重原子诱导的分子间作用力和分子振动限制竟可以协同作用反向促进荧光增强。（3）基于化合物结构决定其性质的基本理念,通过引入重原子和电子供体（D）-受体（A）结构到普通的三苯基丙烯腈骨架中,不仅使这类有机小分子的荧光量子效率得到极大提升,还使得其发射波长得到有效红移。除了在固体状态下调控光物理过程外,发光团中推拉电子结构的构建还导致了光学材料产生了极其不同的光化学反应,经过改造后的这类分子在分散状态下出现了可逆和不可逆的两种光致变色行为和光激活荧光现象。（4）分子内贯穿空间共轭强度对包括重原子取代衍生物在内AIE分子光物理行为的具体影响尚不清楚。在本研究中,我们使用2、3、3、三苯基丙烯腈（TPAN）、2、2、5、5、三苯基-2、4、二烯腈（TPP）和1、1、4、4、四丙烯基-1、3、二烯（TPB）作为模型,研究TSC对聚集诱导发射过程的影响,实验和理论证明了聚集过程中稳定的TSC的形成可以导致著名的聚集诱导发射现象。此外,我们通过比较具有不同TSC强度的TPB-2Br和TPP-Br两者固体量子效率,证明了重原子不能对具有强TSC的AIEgens的系间窜跃（ISC）产生显著影响。基于贯穿空间共轭这一共同的主角,明确地阐明并建立了聚集诱导发光行为与重原子诱导荧光增强之间的内在联系。