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有机金属配位化合物发光材料的理论研究

作　者: 易山峰
导　师: 王学业
学　校: 湘潭大学
专　业: 物理化学
关键词: 含时密度泛函理论 电离势 电子亲和势 吸收光谱 发射光谱
分类号: O621.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文采用量子化学方法比较系统研究了如下3种体系:（1）8-偏苯三酚环金属铂配合物;（2）非对称二硫杂环戊烯有机金属金配合物;（3）环金属配合物及三联吡啶金（III）。首先,三种8-偏苯三酚环金属铂配合物,包括M1（R1,R2=H）,M2（R1,R2=CH3）和M3（R1=Cl,R2=H）,这些化合物都是发光金属配位化合物。为了揭示8-偏苯三酚环金属铂配合物的电子和光学性质,运用密度泛函理论（DFT）方法优化三种化合物的基态结构,并运用含时密度泛函理论（TD-DFT）计算其吸收和发射光谱。用B3LYP密度泛函理论计算得到了HOMO和LUMO的能级,能隙Eg,电离势Ip和电子亲和势Ea,阐明了化合物主链中含不同取代基对化合物电子结构和光学性质的影响。结果表明,化合物M3较M1和M2红移。其次,非对称二硫杂环戊烯有机金属金配合物, [Au（ppy）（C8H4S8）]（P1）和[Au（ppy）（C8H4S6O2）]（P2）,P3,P4,P5和P6,这些都是发光金属配位化合物。为了研究非对称二硫杂环戊烯有机金属金配合物的电子和光学性质,设计了与P1和P2结构类似的P3和P4,P5和P6,并对这些化合物基态的几何结构进行了全优化计算。通过探讨化合物的能隙,Ip,Ea,吸收光谱和发射光谱,阐明了化合物主链中不同取代基对电子和光学性质的影响。结果表明,化合物P1较P2, P3, P4, P5和P6红移,这是由于受中心基团的推电子强度的影响。最后,本文对三种环金属化合物L1,L2和L3进行了理论研究。在优化这三种环金属化合物基态结构的同时,运用TD-DFT研究其发光性能。本文通过探索化合物的HOMO和LUMO的Eg,Ip,Ea以及吸收和发射光谱,阐明了化合物主链中含不同取代基对电子和光学性质的影响。结果表明,化合物L1,L2,L3随着供电子单元的增多而发生红移。本论文对一系列有机金属配位化合物发光材料的电子结构和发光性能进行了系统地理论分析和研究。研究的结果表明:TD-DFT含时密度泛函理论结合DFT密度泛函理论能够对有机金属配位化合物提供合理的几何结构和电子性质,并用于新的化合物发光材料设计。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 有机电致发光材料的研究背景  8-9
  1.2 有机金属配合物电致发光材料  9-12
    1.2.1 分类  9
    1.2.2 8-羟基喹啉类金属配合物  9-11
    1.2.3 席夫(Schiff)碱类金属配合物  11
    1.2.4 稀土金属配合物  11
    1.2.5 磷光金属配合物  11-12
  1.3 有机电致发光的基本原理  12-14
    1.3.1 载流子的注入  12-13
    1.3.2 载流子的传输  13
    1.3.3 载流子的复合  13
    1.3.4 激子的迁移  13
    1.3.5 激子衰减与发光  13-14
  1.4 研究目的与意义  14-15
第二章 8-偏苯三酚环金属铂配合物的理论研究  15-22
  2.1 引言  15
  2.2 计算方法  15
  2.3 结果与讨论  15-21
    2.3.1 优化结构  15-17
    2.3.2 前线分子轨道  17-18
    2.3.3 电离势和电子亲合势  18-19
    2.3.4 吸收光谱  19-20
    2.3.5 发射光谱  20-21
  2.4 小结  21-22
第三章 非对称二硫杂环戊烯有机金属金配合物的理论研究  22-31
  3.1 引言  22
  3.2 计算方法  22-23
  3.3 结果与讨论  23-29
    3.3.1 优化结构  23-25
    3.3.2 前线分子轨道  25-27
    3.3.3 电离势和电子亲合势  27
    3.3.4 HOMO 与LUMO 能隙和最低激发能  27-28
    3.3.5 吸收光谱  28-29
  3.4 小结  29-31
第四章 环金属配合物及三联吡啶金(III)的理论研究  31-38
  4.1 引言  31-32
  4.2 计算模型和方法  32
  4.3 结果与讨论  32-37
    4.3.1 优化结构  32-34
    4.3.2 前线分子轨道  34
    4.3.3 前线分子轨道的分布  34-36
    4.3.4 能量分析  36
    4.3.5 吸收光谱  36-37
  4.4 小结  37-38
结论与展望  38-39
参考文献  39-44
致谢  44-45
附录A(攻读学位期间发表论文目录)  45

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化学理论、物理有机化学 > 有机化学结构理论
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