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近些年,由于在光开关,光传感器,信息处理和通讯等领域的应用,有机电光材料受到了人们的普遍关注。有机二阶非线性光学材料是有机电光材料的重要的组成成分。为了满足各种器件严格的要求,最关键的挑战之一就是设计合成具有大的一阶超极化率,非常好的热和化学稳定性,良好透明性的发色团分子。同时,为了将微观的一阶超极化率转换成大的宏观电光系数,降低发色团之间的静电相互作用也是非常有必要的。 基于以上问题,我们设计合成了具有新给体,电子桥和新构型的发色团分子,旨在提高发色团电光体系的稳定性和电光性能。总结如下: 1)首次设计合成了以N-(4-丁基氨基苯基)四氢喹啉衍生物为给体的发色团NT,同时合成了具有同样电子桥和受体,采用二乙基苯胺和三苯胺作为给体的发色团FTC和TPA。在电光系数的测试中,发色团NT取得126 pm/V的电光系数,这要远高于发色团FTC的39 pm/V以及TPA的19pm/V。不仅如此,发色团NT的热分解温度超过280℃,远高于普通的发色团。 2)设计了以久洛尼定为给体,三氰基呋喃(TCF)为受体,改性的吡咯作为桥的发色团A和B。发色团C,有同样的给体和受体,但是采用噻吩桥以作系统地对比。以吡咯作为桥的发色团A和B的热分解温度分别比以噻吩作为桥发色团C高出49℃和34℃。同时在30wt%的掺杂浓度下,发色团A和B分别取得了86和128 pm/V的电光系数,这得益于改性吡咯桥的位阻作用。 3)首次设计合成了三种构型的发色团分子。以D-π-A为构型的发色团L2和L4,以D-A-π-A为构型的发色团L1和以D-D-π-A为构型的发色团L3,结果表明具有新构型的发色团L1和L3有着更大的电光系数和良好的透明性。 4)首次设计合成了以久洛尼定为给体,噻吩或吡咯或环状四烯为桥,TCF或者苯基-三氟甲烷-三氰基呋喃(CF3-Ph-TCF)为受体的发色团A1-C1系列以及A2-C2系列。发色团电子给体,电子桥以及电子受体的合理优化组合造就了超大的电光系数。以发色团A2为例,其在25wt%的掺杂浓度下取得了223pm/V的电光系数。 5)首次合成了高性能的发色团P1-P3,它们分别以N-(4-二丁基氨基苯基)四氢喹啉衍生物或久洛尼定为电子给体,CF3-Ph-TCF为电子受体,噻吩或多烯为电子桥。测试结果表明,发色团P1和P3的玻璃化转变温度都超过110℃。而发色团P1-P3的电光系数分别高达223,283和278 pmV-1,远高于同类掺杂体系。