论文部分内容阅读
含硅桥联并苯梯形π-共轭分子结构特殊，具有较好光电性能，在有机电致发光材料领域应用广阔。本文提出利用并苯刚性共平面结构特性及硅元素与并苯共轭结构间特殊轨道相互作用来调控分子光电性能，设计了十七个含硅桥联并苯联苯π-共轭分子，其中十五个未见报道，同时本文也设计了相关合成方法。1998年获诺贝尔奖的量子化学计算方法在新型功能分子性质研究方面具有很大优势，大量研究表明此方法研究物质结构和性能所得结果可靠，并可提高研究效率。本文运用Gaussian03软件，采用B3LYP方法，在6-31G(d)基组水平对所设计的十七个分子进行研究，包括：基态几何结构优化、前线分子轨道及能隙、电离能、电子亲合能、重组能及吸收光谱。对含硅桥联并苯联苯π-共轭分子骨架结构研究发现苯、蒽并噻咯（分子6）垂直电离能、绝热电离能和空穴抽取能最小，垂直电子亲合能、绝热电子亲合能和电子抽取能最大，可能具有较强空穴和电子注入能力，且优于并五苯。二萘并噻咯（分子8）空穴重组能和电子重组能最小，均分别比典型空穴传输材料TPD[0.29eV]和电子传输材料Alq3[0.276eV]小，且二者差值也最小，是较有应用前景的双极传输材料。以筛选所得苯、蒽并噻咯和二萘并噻咯为骨架，研究了不同取代基对其性能的影响。在取代苯、蒽并噻咯6a~6g和取代二萘并噻咯8a~8f中，除分子6b外，其他分子的空穴重组能和电子重组能均小于TPD和Alq3。分子6b和8f的能隙分别为各类中最小的，分别为3.8096和3.5103eV，它们的稳定性均高于并五苯。分子6f和8f的空穴重组能分别为各类中最小的，分别为0.2053和0.2091eV。分子6d和8a的电子重组能也分别为各类中最小的，分别为0.2162和0.2002eV。分子6c和8d的空穴重组能与电子重组能差值均为各类中最小的，分别为0.0043和0.0025eV，可作为较好的双极传输材料。分子6d和8f的电离能约6.01eV，为各类中最小的，且比并五苯的6.59eV小，可能具有比并五苯更强的空穴注入能力。分子6b和8f的电子亲合能为0.90eV左右，为各类中最大的，比并五苯的-1.4eV大，可能具有比并五苯更强的电子注入能力。本文研究结果为新型有机光电功能材料的研发提供了理论指导，提高了研究效率，降低了成本。