二芳基乙烯因具有良好的光致变色性能,优异的热稳定性和抗疲劳性,在高密度光信息存储、光控分子开关等领域具有广阔的应用前景。目前,新型二芳烯分子的设计合成及性质研究是光电材料领域的研究热点。本论文设计合成了35种新型不对称光致变色全氟二芳烯分子,其中25种培养成晶体,22种通过单晶衍射对其晶体结构进行了解析。系统研究了芳杂环的种类、取代基的供/吸电子能力和取代位置对该类化合物光电性质的影响,初步探索了吡咯-噻吩型二芳烯在全息偏振光存储中的应用。取得的主要创新性成果如下:1.首次设计合成了系列吡咯-噻吩型不对称二芳烯分子,并系统研究了其光化学和电化学性质,结果表明:取代基的供/吸电子能力对该类化合物光电性质有显著影响。一方面,与末端苯环不含供/吸电子取代基的母体化合物相比,在末端苯环对位引入不同供/吸电子取代基,化合物的量子产率、最大吸收波长和荧光量子产率都有明显的增大,并随取代基供/吸电子能力的增大而增大。而其荧光发射波长明显减小。另一方面,相对于吸电子取代基,含供电子取代基的化合物具有较大的摩尔消光系数、荧光发射波长和闭环态能隙,而具有较小的荧光量子产率和开环态能隙。2.系统研究了取代基(氰基、氟原子、甲氧基)及其取代位置对吡咯-噻吩型二芳烯化合物光电性质的影响,结果表明:取代基及其取代位置对该类化合物光电性质有显著影响。一方面,与末端苯环不含取代基的母体化合物相比,在末端苯环任一位置引入不同的取代基,化合物的最大吸收波长和量子产率都有明显的增大,而其荧光发射波长明显减小。另一方面,取代基的取代位置对其光电性质也有显著影响。3.首次设计合成了吡咯-芳杂环型不对称二芳烯化合物,并考察了芳杂环种类对该类化合物光电性质的影响,结果表明:芳杂环种类对该类化合物光电性质有显著影响。与六元芳环相比,含五元芳杂环的二芳烯化合物具有较大的闭环量子产率、开环态最大吸收波长、荧光调制效率和荧光量子产率,而具有较小的开环量子产率及闭环态最大吸收波长;在五元芳杂环或六元芳环上引入N原子后,相应化合物的量子产率、荧光发射波长、荧光调制效率和荧光量子产率将有明显增大;与含单环芳杂环(噻吩、噻唑、苯、吡啶)二芳烯化合物相比,含双环芳杂环(苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、萘)二芳烯化合物具有较大的荧光量子产率。4.系统研究了氰基位置及吡咯环的特性对吡咯-噻吩型二芳烯分子光电性质的影响,结果表明:氰基位置及吡咯环的特性对该类二芳烯分子光电性质有显著影响。一方面,当氰基连接在吡咯环活性碳原子上时,化合物的摩尔消光系数、量子产率、荧光发射波长、荧光调制效率和荧光量子产率显著增加,而其闭环态最大吸收波长明显减小。另一方面,吡咯-噻吩型二芳烯体系和对应的双噻吩二芳烯体系相比,具有较大的闭环态最大吸收波长、闭环量子产率、荧光发射波长和荧光调制效率。而具有较小的开环态最大吸收波长、开环量子产率和开闭环摩尔消光系数。5.首次设计合成了系列噻唑-噻吩型不对称二芳烯分子,并系统研究了其光化学和电化学性质,结果表明:取代基的供/吸电子能力对该类二芳烯化合物光电性质有显著影响。化合物量子产率和荧光发射波长随取代基供电子能力的减弱/吸电子能力的增强而逐渐减小。同时,其最大吸收波长和荧光调制效率随取代基供/吸电子能力的增大而增大。另外,含供电子取代基二芳烯具有更好的抗疲劳性。6.以吡咯-噻吩型二芳烯化合物为存储介质,探讨了其在偏振全息光存储领域的应用,研究结果表明:以该类化合物为存储介质,采用正交圆偏振全息存储方法可以得到理想的全息存储结果。