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发光金属配合物中的吸推电子效应对电子能级结构和电子光谱影响的理论研究

作　者: 刘晓冬
导　师: 封继康
学　校: 吉林大学
专　业: 物理化学
关键词: 电子能级结构 电子光谱 电子效应 金属配合物 理论研究 磷光发射 衍生物 量子化学 发光性质 电子结构
分类号: O641.4
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
下　载: 500次
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内容摘要


用于电致发光的最重要的金属配合物是荧光发射的三-（8-羟基喹啉）-铝和磷光发射的三-（2-苯基吡啶）-铱（Ir（ppy）3）。对它们电子能级结构与光谱性质的理论研究对于深入认识它们的发光本质,进一步设计、合成、发展高性能材料具有重要意义。在本文中,对上述两种发光配合物及衍生物的发光性质、基态电子结构,特别是吸推电子效应的影响进行了系统的理论研究。同时还对另一种重要的磷光发射的金属铂配合物的基态、激发态电子结构和发光性质进行了理论研究,主要结果如下:1、运用Gaussian03量子化学程序包,采用DFT B3LYP/6-31G方法,对三（8-羟基喹啉）铝（Alq3）及其氟代衍生物的电子结构与电子光谱进行了研究。Alq3电子由高占据轨道跃迁到低非占据轨道过程中,LLCT为主要跃迁形式。在配体的苯酚环上引入F原子可使配合物的前线轨道能级降低,其降低程度及对LUMO-HOMO能隙的影响与F所连的位置有关。在配体的吡啶环的4位引入取代基也可调控配合物前线轨道能级和LUMO-HOMO能隙,使配合物的吸收和发射光谱发生改变。2、运用Gaussian98量子化学程序包,采用DFT B3LYP/LanL2dz方法,对三-（2-苯基吡啶）-铱（Ir（ppy）3）及其衍生物的结构与电子光谱进行了研究。Ir（ppy）3与发光有关的低能吸收被指认是MLCT [d （Ir）→π* （ppy）]和LLCT[π（phenyl）→π* （ppy）]的混合跃迁。吸电子基-CN能够降低LUMO能级和HOMO-LUMO能隙,使吸收和发射光谱红移,斥电子基-OCH3升高了LUMO能级,但对HOMO-LUMO能隙以及吸收和发射光谱影响很小。

全文目录


第1章 前言  10-36
  1.1 发光基本原理  10-20
    1.1.1 基本概念  10-14
    1.1.2 发光金属配合物分类  14-17
    1.1.3 过渡金属配合物的发光原理  17-20
  1.2 磷光过渡金属配合物  20-27
  1.3 金属配合物发光材料的理论研究的意义  27-29
  1.4 本论文的主要工作  29-30
  参考文献  30-36
第2章 理论基础和计算方法  36-65
  2.1 分子轨道理论  36-40
    2.1.1 闭壳层分子的HFR 方程  36-39
    2.1.2 开壳层分子的HFR 方程  39-40
  2.2 组态相互作用  40-43
  2.3 密度泛函理论  43-45
  2.4 含时密度泛函理论  45-51
  2.5 重原子相对论效应  51-55
    2.5.1 赝势从头算方法  51-53
    2.5.2 相对论效应  53-54
    2.5.3 基组的选择  54-55
  2.6 电子光谱理论  55-62
    2.6.1 Franck-Condon 原理及其量子力学表述  56-58
    2.6.2 电子跃迁的选择定则  58-60
    2.6.3 自旋-轨道耦合作用  60-62
  参考文献  62-65
第3章 8-羟基喹啉铝衍生物电子结构、电子光谱的理论研究  65-83
  3.1 引言  65-66
  3.2 计算模型与方法  66-67
  3.3 结果和讨论  67-80
    3.3.1 Alq3 及其氟取代物的基态构型  67
    3.3.2 Alq3 及其氟取代物的分子轨道成分分析  67-69
    3.3.3 F 对 Alq3HOMO、LUMO 能级及 HOMO 和 LUMO 之间能隙的影响  69-71
    3.3.4 F 对Alq3 电子光谱的影响  71-75
    3.3.5 6-FAlq3 及其4 位取代物的基态构型  75
    3.3.6 6-FAlq3 及其4 位取代物的分子轨道成分分析  75-77
    3.3.7 4 位取代基对6-FAlq3 前线轨道能级及HOMO-LUMO 能隙的影响  77-78
    3.3.8 4 位取代基对6-FAlq3 电子光谱的影响  78-80
  3.4 本章小结  80-81
  参考文献  81-83
第4章 三-(2-苯基吡啶)-铱及其衍生物电子结构、电子光谱及取代基效应的理论研究  83-102
  4.1 引言  83-84
  4.2 理论方法  84
  4.3 结果与讨论  84-98
    4.3.1 基态几何优化  84-85
    4.3.2 分子轨道成分分析  85-91
    4.3.3 取代基对吸收光谱的影响  91-96
    4.3.4 取代基对发射光谱的影响  96-98
  4.4 本章小结  98-99
  参考文献  99-102
第5章 F 取代金属铂配合物电子结构、电子光谱的理论研究  102-127
  5.1 引言  102-103
  5.2 理论方法  103
  5.3 结果和讨论  103-124
    5.3.1 基态几何优化  103-105
    5.3.2 分子轨道成分分析  105-110
    5.3.3 电离能和电子亲合势  110-112
    5.3.4 氟对吸收光谱的影响  112-120
    5.3.5 激发态几何优化  120-122
    5.3.6 氟对发射光谱的影响  122-124
  5.4 本章小结  124
  参考文献  124-127
摘要  127-131
Abstract  131-136
攻读博士学位期间发表的论文  136-138
致谢  138

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
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