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有机电致发光器件由于其优异的特性而受到越来越多的关注。八羟基喹啉铝成为了有机电致发光器件的明星材料,这是由于其具有绿色发光,好的电子特性和高达350℃的热学稳定性。作为一种发光波长在526nm的绿色发光材料,八羟基喹啉铝不能满足全色发光。为了寻找不同发光波长的有机材料,已经有了大量关于八羟基喹啉铝的类似物的报道。本文利用第一性原理,对八羟基喹啉铝及其衍生物的相关性质进行了研究。主要工作内容如下：(1)使用B3LYP结合6-31G*基组对Alq3及其双氟衍生物的基态结构进行了优化,采用CIS方法来优化它们的激发态结构。此外,还是用TDDFT方法结合PBEO和6-31G*基组来研究了它们的发光性质。Alq3的双氟衍生物与Alq3相比,其基态几何结构有着小的变化。Alq3及其衍生物的前线轨道分布一致,最高占据轨道主要分布在L3配体,而在L1配体上很少分布。最低未占据轨道则主要分布在L1配体上。3,5双氟衍生物,3,7双氟衍生物,4,5双氟衍生物的带隙变小,光谱红移,而其余双氟衍生物则的带隙增大,光谱表现出蓝移。此外,还研究了所有分子的载流子输运性质。(2)用B3LYP结合6-31G*基组对2Meq2AlOPh(bis(2-methyl-8-quinolinolato) aluminum)及其衍生物的基态结构进行了优化。衍生物的基态结构与2Meq2AlOPh的结构相差不大。最低未占据轨道主要分布在A和B配体上,而最高占据轨道则分布在C配体上。从受电子基团到给电子基团,带隙逐渐变小。受电子基团的引入使得带隙增大,而给电子基团的引入则使得带隙减小,受电子基团的引入还提高了电子的注入能力。计算了所有分子的重组能,可知,所有的分子都是较好的电子传输材料。(3)使用B3LYP结合6-31G*基组对Alq3(tris (8-hydroxyquinoline) aluminum)和Gaq3(tris (8-hydroxyquinoline) gallium)的基态结构进行了优化,采用CIS方法来优化它们的激发态结构。此外,还是用TDDFT方法结合PBE0和6-31G*基组来研究了它们的发光性质。Gaq3的前线轨道分布与Alq3的前线轨道分布类似。中心金属对前线轨道没有贡献。Gaq3的发光光谱相对于Alq3来讲,有微小的红移。