自六十年代以来,随着染料激光器的发展,人们对激光染料表现出日益浓厚的兴趣并对它们的性质和应用进行了深入的研究。但是如何提高染料分子的发光效率,避免染料分子之间的自聚集和自猝灭,一直是研究的重点之一。树枝状分子作为一类具有重复单元结构的支化分子,它具有规则的构型、高度支化的结构和良好的单分散性等特点,适合作为主体应用于主客体化学,阻止染料分子之间的相互作用。同时,由于它在一定条件下会形成树枝状分子的聚集体,可用来辅助制备有机纳米晶体。本论文的目的是利用碳硅氧烷树枝状分子的包覆作用及其聚集体效应,将其应用于染料掺杂和有机纳晶的制备,并对其光学特性进行评价。开展这方面的研究工作,对研究有机硅树枝状分子对光功能特性的影响,探索其在光功能材料中的应用,具有重要的意义。本论文由六章组成,各章具体内容如下:第一章:本章详细介绍了相关的研究背景。对树枝状分子的发展历史、合成方法、结构与性质、树枝状分子聚集体等进行了总结,并对树枝状分子在主客体化学及光电功能材料的应用和树枝状分子聚集体辅助制备有机纳晶材料等进行了综述。在此基础上,分析了目前在光功能材料方面所面临的问题,阐述了本论文的研究目的和意义。第二章:本章针对研究目的的需要,重点讲述了不同代数的碳硅氧烷树枝状分子的设计合成及其结构表征。本章为整个论文的研究工作提供了基础材料。第三章:本章提出了利用碳硅氧烷树枝状分子掺杂激光染料分子,防止自聚集和自猝灭的发生,提高稀溶液中染料的发光效率的研究方法。本章综合运用各种表征手段,详细地研究了碳硅氧烷树枝状分子的浓度对稀溶液掺杂体系的荧光效率、激射阈值及转化效率等光学特性的影响。研究结果表明,利用碳硅氧烷树枝状分子与激光染料掺杂,成功实现了稀溶液中激光染料的光学增益,为光功能材料的研究提供了新的思路和工作方向。第四章:本章针对树枝状分子聚集体的形成过程,提出了以RhB分子的异构化平衡转化所导致的紫外可见吸收光谱的变化,实现对树枝状分子聚集体的形成过程及其临界浓度进行表征的评价方法。通过对其吉布斯自由能、电导率、氧化还原电位等多方面的研究,验证了这种利用RhB作为探针分子来研究碳硅氧烷树枝状分子在稀丙酮溶液中的聚集过程的方法,可以方便地检测树枝状分子临界聚集浓度。本章的研究为第五章利用树枝状分子聚集体来辅助制备纳晶,提供了重要的理论指导和实验依据。第五章:本章主要在第四章研究的基础上利用树枝状分子的聚集体效应,详细研究了碳硅氧烷树枝状分子聚集体在有机纳晶制备中的作用,讨论了树枝状分子对有机纳晶的生长过程、形貌及尺寸的影响。通过对所得的稳定纳晶的光学特性进行充分评价,不仅观察到单光子荧光的增强和荧光寿命的延长,而且还获得了双光子荧光发射、双光子吸收截面和作用截面的增强。研究结果表明,利用碳硅氧烷树枝状分子对有机纳晶的调控作用,可以得到尺寸形貌可控的稳定纳晶,而且纳晶的光学特性表现出了显著的增强。第六章:本章对本论文的研究工作和结果进行了总结。