无重原子三重态光敏剂通常具有合成成本低、毒性小、三重态寿命长的优点,是未来三重态光敏剂的发展趋势,但目前无重原子三重态光敏剂的研究尚处于起步阶段。常用的无重原子三重态光敏剂,如基于自旋转换单元C₆₀诱导系间窜跃,一般具有合成复杂等局限性。然而,具有自旋轨道电荷转移系间窜跃（SOCT-ISC）能力的分子体系,一般具有结构简单易合成且无重原子的优点。因此研究和构建具有SOCT-ISC的无重原子三重态光敏剂更具发展前景。参与SOCT-ISC过程的电荷转移（CT）态表现出强的溶剂依赖性,这为调控SOCT-ISC过程,产生长寿命的区域布居的三重态（³LE）或电荷转移三重态（³CT）提供了可能。目前尚未有利用这种机理来获得长寿命、高能级的³CT态。本文通过构建基于螺环罗丹明的新型电子给受体紧凑连接的二元化合物体系,实现了SOCT-ISC,通过稳态、瞬态光谱系统地研究了分子的光物理性质。首先,通过螺环结构紧凑连接电子给体（罗丹明B,内酰胺形式,RB）/受体（萘酰亚胺,NI）,合成了结构新颖、具有刚性垂直构型的有机二元染料（RB-NI）。飞秒/亚纳秒/纳秒瞬态吸收谱图显示,第一次电荷分离（CS）在2.5 ps内发生（¹NI*→¹CT）,随后发生SOCT-ISC（¹CT→³NI*）经过8 ns形成³NI*态,最终发生较慢的第二次CS（125 ns）,并形成长寿命（在除氧的正己烷中0.94?s）且高能量（ca.2.12 eV）的³CT态。该有机二元染料受光激发后经历的光物理过程可总结为¹NI*→¹CT→³NI*→³CT。通过时间分辨电子顺磁共振波谱,可观察到其布居在NI上的三重态的电子自旋极化模式为EEEAAA,排除了自由基对系间窜跃（RP ISC）机理。这里使用的电子自旋控制方法与以往报道的依赖于引入过渡金属配位中心框架或本身具有ISC能力的发色团的方法都不同。其次,合成了两个螺环结构的罗丹明（RB）-香豆素（Cou）类紧凑型电子给受体有机二元染料（RB-Cou-CF₃和RB-Cou-CN）,并实现了SOCT-ISC。通过变温发光谱图测试,可在两个二元化合物中观察到扭转的分子内电荷转移（TICT）发光。两个二元化合物的势能曲线表明,高度可旋转的分子构型导致了低的SOCT-ISC效率和较低的单线态氧量子产率。基于DFT计算、电化学和瞬态吸收光谱,表明所设计的分子仅在正己烷中实现了SOCT-ISC,最终获得³Cou*态。因此,RB-Cou类有机二元染料受光激发后,其经历的光物理过程为¹Cou*→¹CT→³Cou*,三重态寿命为15.6?s（RB-Cou-CF₃）和11.0?s（RB-Cou-CN）。这个工作也说明PECs在进行分子设计时扮演着重要的角色,因为PECs对分子构型是否高度可旋转有很好的预判。本论文首次报道了基于SOCT-ISC的电子自旋控制方法来获得长寿命及高能级的³CT态的二元染料。这些结果对于人工光合作用、太阳能光伏、光催化及基础光化学研究具有重要意义。